अल्ट्राबैटरी: Difference between revisions

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[[File:Schematic illustration of UltraBattery.png|thumb|अल्ट्राबैटरी का योजनाबद्ध आरेख]]अल्ट्राबैटरी फुरुकावा बैटरी कंपनी लिमिटेड द्वारा व्यावसायीकरण की गई [[लेड एसिड बैटरी]] तकनीक का ट्रेडमार्क है। अल्ट्राबैटरी में नकारात्मक प्लेटों के लिए स्पंजी लेड सक्रिय सामग्री पर पतली कार्बन परतें होती हैं। मूल विचार जो [[अल्ट्राकैपेसिटर]] को लेड-एसिड बैटरी | लेड-एसिड बैटरी तकनीक के साथ एक एकल सेल में एक सामान्य [[इलेक्ट्रोलाइट]] के साथ जोड़ता है, राष्ट्रमंडल वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान संगठन (सीएसआईआरओ) से आया था।
[[File:Schematic illustration of UltraBattery.png|thumb|अल्ट्राबैटरी का स्कीमैटिक आरेख]]'''अल्ट्राबैटरी''' फुरुकावा बैटरी कंपनी लिमिटेड द्वारा व्यावसायीकरण की गई [[लेड एसिड बैटरी]] बैटरी विधि का ट्रेडमार्क है। अल्ट्राबैटरी में ऋणात्मक प्लेटों के लिए स्पंजी लेड सक्रिय सामग्री पर पतली कार्बन परतें होती हैं। मूल विचार जो सामान्य [[इलेक्ट्रोलाइट]] के साथ एकल सेल में लेड-एसिड बैटरी विधि के साथ [[अल्ट्राकैपेसिटर]] विधिको जोड़ता है, वह राष्ट्रमंडल वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान संगठन (सीएसआईआरओ) से आया था।                                                                        


==परिचय==
==परिचय                                                                                                         ==


संयुक्त राज्य अमेरिका की सैंडिया राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं जैसी स्वतंत्र प्रयोगशालाओं द्वारा किए गए अनुसंधान,<ref name=Hund_2008>{{Cite conference| last1=Hund| first1=T| last2=Clark| first2=N.| last3=Baca| first3=W.| title=यूटिलिटी साइक्लिंग अनुप्रयोगों के लिए अल्ट्राबैटरी परीक्षण परिणाम| conference=International Seminar on Double Layer Capacitors And Hybrid Energy Storage Devices| year=2008| pages=195–207| publisher=Redox Engineering, LLC| editor-last=Marincic| editor-first=Nikola| url=https://www.tib.eu/en/search/id/BLCP%3ACN074277870/| access-date=20 December 2013}}</ref> एडवांस्ड लीड-एसिड बैटरी कंसोर्टियम (ALABC),<ref name=ALABC_2013>{{cite web| date=4 June 2013| title=ALABC अल्ट्राबैटरी हाइब्रिड फ्लीट ड्यूटी के 100,000 मील को पार करता है| publisher=The Advanced Lead Acid Battery Consortium| url=http://www.alabc.org/press-releases/PR_ALABC_UB_Civic_100K_060513.pdf| access-date=20 December 2013}}</ref> राष्ट्रमंडल वैज्ञानिक एवं औद्योगिक अनुसंधान संगठन (सीएसआईआरओ) रेफरी>{{cite web| title=अल्ट्राबैटरी| publisher=[[CSIRO]]| url=http://www.csiro.au/en/Research/EF/Areas/Energy-storage/अल्ट्राबैटरी| access-date=19 March 2016}}</ref> और ईस्ट पेन मैन्युफैक्चरिंग, फुरुकावा बैटरी और इकोल्ट के वाणिज्यिक परीक्षणों से संकेत मिलता है कि पारंपरिक वाल्व विनियमित लेड एसिड (वीआरएलए) बैटरियों की तुलना में, अल्ट्राबैटरी तकनीक में उच्च ऊर्जा दक्षता, लंबा जीवनकाल और आंशिक स्थिति के तहत बेहतर चार्ज स्वीकृति है। चार्ज (एसओसी) शर्तें।
संयुक्त स्तर अमेरिका की सैंडिया राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं, <ref name="Hund_2008">{{Cite conference| last1=Hund| first1=T| last2=Clark| first2=N.| last3=Baca| first3=W.| title=यूटिलिटी साइक्लिंग अनुप्रयोगों के लिए अल्ट्राबैटरी परीक्षण परिणाम| conference=International Seminar on Double Layer Capacitors And Hybrid Energy Storage Devices| year=2008| pages=195–207| publisher=Redox Engineering, LLC| editor-last=Marincic| editor-first=Nikola| url=https://www.tib.eu/en/search/id/BLCP%3ACN074277870/| access-date=20 December 2013}}</ref> एडवांस्ड लीड-एसिड बैटरी कंसोर्टियम (एएलएबीसी) हैं| <ref name="ALABC_2013">{{cite web| date=4 June 2013| title=ALABC अल्ट्राबैटरी हाइब्रिड फ्लीट ड्यूटी के 100,000 मील को पार करता है| publisher=The Advanced Lead Acid Battery Consortium| url=http://www.alabc.org/press-releases/PR_ALABC_UB_Civic_100K_060513.pdf| access-date=20 December 2013}}</ref> कॉमनवेल्थ साइंटिफिक एंड इंडस्ट्रियल रिसर्च ऑर्गनाइजेशन (सीएसआईआरओ) हैं | <ref>रेफरी>{{cite web| title=अल्ट्राबैटरी| publisher=[[CSIRO]]| url=http://www.csiro.au/en/Research/EF/Areas/Energy-storage/अल्ट्राबैटरी| access-date=19 March 2016}}&lt;nowiki&gt;</ref> <ref>&lt;/nowiki&gt;&lt;nowiki&gt;</ref> <ref>&lt;/nowiki&gt;&lt;nowiki&gt;</ref> और ईस्ट द्वारा वाणिज्यिक परीक्षण जैसे स्वतंत्र प्रयोगशालाओं द्वारा किए गए अनुसंधान पेन मैन्युफैक्चरिंग, फुरुकावा बैटरी और इकोल्ट ने संकेत दिया है कि पारंपरिक वाल्व रेगुलेटेड लेड एसिड (वीआरएलए) बैटरियों की तुलना में, अल्ट्राबैटरी विधिमें उच्च ऊर्जा दक्षता, लंबा जीवनकाल और आंशिक चार्ज स्थिति (एसओसी) स्थितियों के तहत उत्तम चार्ज स्वीकृति होती है।


दो प्रौद्योगिकियों को एक बैटरी सेल में संयोजित करने का मतलब है कि अल्ट्राबैटरी पारंपरिक लेड एसिड प्रौद्योगिकियों की तुलना में बहुत कुशलता से काम करती है<ref name=Furukawa_DevUB_2013>{{cite journal| title=अल्ट्राबैटरी का विकास| date=March 2013| first1=Hidehito| last1=Nakajima| first2=Tokunori| last2=Honma| first3=Kiyoshi| last3=Midorikawa| first4=Yuichi| last4=Akasaka| first5=Satoshi| last5=Shibata| first6=Hideaki| last6=Yoshida| first7=Kensuke| last7=Hashimoto| first8=Yusuke| last8=Ogino| first9=Wataru| last9=Tezuka| first10=Masaru| last10=Miura| first11=Jun| last11=Furukawa| first12=L. T.| last12=Lam| first13=Sumio| last13=Sugata
दो प्रौद्योगिकियों को बैटरी सेल में संयोजित करने का अर्थ है कि अल्ट्राबैटरी पारंपरिक लेड एसिड प्रौद्योगिकियों की तुलना में बहुत कुशलता से कार्य करती है<ref name="Furukawa_DevUB_2013">{{cite journal| title=अल्ट्राबैटरी का विकास| date=March 2013| first1=Hidehito| last1=Nakajima| first2=Tokunori| last2=Honma| first3=Kiyoshi| last3=Midorikawa| first4=Yuichi| last4=Akasaka| first5=Satoshi| last5=Shibata| first6=Hideaki| last6=Yoshida| first7=Kensuke| last7=Hashimoto| first8=Yusuke| last8=Ogino| first9=Wataru| last9=Tezuka| first10=Masaru| last10=Miura| first11=Jun| last11=Furukawa| first12=L. T.| last12=Lam| first13=Sumio| last13=Sugata
| periodical=Furukawa Review| issue=43, ''Smart Grid''| issn=1348-1797| publisher=The Furukawa Battery Co., Ltd| url=http://www.furukawa.co.jp/review/fr043/fr43_02.pdf| access-date=12 November 2014}}</ref> मोटे तौर पर इस तथ्य के कारण कि इसे आंशिक चार्ज अवस्था (पीएसओसी) में लंबे समय तक संचालित किया जा सकता है, जबकि पारंपरिक लेड एसिड बैटरियां आमतौर पर उच्च एसओसी उपयोग के लिए डिज़ाइन की जाती हैं (यानी जब बैटरी पूरी तरह से बंद हो जाती है) चार्ज किया गया)।<ref name=DOE_Summer_2012>{{Cite conference| last1=Ferreira| first1=Summer| last2=Baca| first2=Wes| last3=Hund| first3=Tom| last4=Rose| first4=David| title=ऊर्जा भंडारण उपकरणों का जीवन चक्र परीक्षण और मूल्यांकन| date=28 September 2012| conference=2012 DOE Energy Storage Program Peer Review and Update Meeting| conference-url=http://energy.gov/oe/downloads/energy-storage-systems-2012-peer-review-and-update-meeting| publisher=U.S. Department of Energy, Office of Electricity Delivery & Energy Reliability, Energy Storage Systems (ESS) Program| url=http://energy.gov/sites/prod/files/ESS%202012%20Peer%20Review%20-%20Life%20Cycle%20Testing%20and%20Evaluation%20of%20Energy%20Storage%20Devices%20-%20Summer%20Ferreira%2C%20SNL.pdf| access-date=20 December 2013}}</ref> आंशिक SoC रेंज में संचालन करने से मुख्य रूप से [[सल्फेशन]] को कम करके और चार्ज की बहुत उच्च और बहुत कम स्थिति में संचालन में लगने वाले समय को कम करके बैटरी का जीवन बढ़ाया जाता है, जहां विभिन्न साइड प्रतिक्रियाएं खराब होने का कारण बनती हैं। इस आंशिक SoC रेंज में संचालित होने पर एक पारंपरिक VRLA बैटरी जल्दी खराब हो जाती है।<ref name=DOE_Summer_2012/>
| periodical=Furukawa Review| issue=43, ''Smart Grid''| issn=1348-1797| publisher=The Furukawa Battery Co., Ltd| url=http://www.furukawa.co.jp/review/fr043/fr43_02.pdf| access-date=12 November 2014}}</ref> मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण कि इसे आंशिक चार्ज अवस्था (पीएसओसी) में लंबे समय तक संचालित किया जा सकता है, जबकि पारंपरिक लेड एसिड बैटरियां सामान्यतः उच्च एसओसी उपयोग के लिए डिज़ाइन की जाती हैं (अर्थात जब बैटरी पूर्ण तरह से बंद हो जाती है) चार्ज किया गया)। <ref name="DOE_Summer_2012">{{Cite conference| last1=Ferreira| first1=Summer| last2=Baca| first2=Wes| last3=Hund| first3=Tom| last4=Rose| first4=David| title=ऊर्जा भंडारण उपकरणों का जीवन चक्र परीक्षण और मूल्यांकन| date=28 September 2012| conference=2012 DOE Energy Storage Program Peer Review and Update Meeting| conference-url=http://energy.gov/oe/downloads/energy-storage-systems-2012-peer-review-and-update-meeting| publisher=U.S. Department of Energy, Office of Electricity Delivery & Energy Reliability, Energy Storage Systems (ESS) Program| url=http://energy.gov/sites/prod/files/ESS%202012%20Peer%20Review%20-%20Life%20Cycle%20Testing%20and%20Evaluation%20of%20Energy%20Storage%20Devices%20-%20Summer%20Ferreira%2C%20SNL.pdf| access-date=20 December 2013}}</ref> आंशिक एसओसी रेंज में संचालन करने से मुख्य रूप से [[सल्फेशन]] को कम करके और चार्ज की बहुत उच्च और बहुत कम स्थिति में संचालन में लगने वाले समय को कम करके बैटरी का जीवन बढ़ाया जाता है, जहां विभिन्न साइड प्रतिक्रियाएं खराब होने का कारण बनती हैं। इस आंशिक एसओसी रेंज में संचालित होने पर पारंपरिक वीआरएलए बैटरी शीघ्र खराब हो जाती है।<ref name=DOE_Summer_2012/>


==इतिहास==
अल्ट्राबैटरी का मूल विचार सीएसआईआरओ से आया था।<ref name="CSIRO_UltraBattery">{{cite web|title=अल्ट्राबैटरी: कोई साधारण बैटरी नहीं| date=22 March 2013| url=http://www.csiro.au/en/Outcomes/Energy/Storing-renewable-energy/Ultra-Battery.aspx| access-date=22 December 2013| archive-url=https://web.archive.org/web/20131015145059/http://www.csiro.au/Outcomes/Energy/Storing-renewable-energy/Ultra-Battery.aspx| archive-date=2013-10-15| url-status=dead| publisher=CSIRO}}</ref>
अल्ट्राबैटरी के विकास को ऑस्ट्रेलियाई सरकार द्वारा वित्त पोषित किया गया था। जापानी कंपनी फुरुकावा बैटरी कंपनी लिमिटेड ने भी अल्ट्राबैटरी प्रौद्योगिकी के विकास में योगदान दिया, और जापानी सरकार ने नई ऊर्जा और औद्योगिक प्रौद्योगिकी विकास संगठन (एनईडीओ) के माध्यम से इसके विकास का कुछ भाग वित्त पोषित किया।


==इतिहास==
2007 में, ईस्ट पेन मैन्युफैक्चरिंग ने उद्देश्य और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों (विभिन्न क्षेत्रों में) और स्थिर ऊर्जा संग्रहण अनुप्रयोगों (वैश्विक स्तर पर, जापान और थाईलैंड के बाहर, जहां फुरुकावा बैटरी प्रमुख लाइसेंस धारक है) के लिए अल्ट्राबैटरी विधि के निर्माण और व्यावसायीकरण के लिए वैश्विक प्रमुख लाइसेंस प्राप्त किया गया था। <ref name="CSIROpedia_UltraBattery">{{cite web| title=अल्ट्राबैटरी| website=CSIROpedia| date=22 March 2011| publisher=CSIRO| url=https://csiropedia.csiro.au/ultrabattery/| access-date=19 March 2016}}</ref>
अल्ट्राबैटरी का मूल विचार सीएसआईआरओ से आया था।<ref name=CSIRO_UltraBattery>{{cite web|title=अल्ट्राबैटरी: कोई साधारण बैटरी नहीं| date=22 March 2013| url=http://www.csiro.au/en/Outcomes/Energy/Storing-renewable-energy/Ultra-Battery.aspx| access-date=22 December 2013| archive-url=https://web.archive.org/web/20131015145059/http://www.csiro.au/Outcomes/Energy/Storing-renewable-energy/Ultra-Battery.aspx| archive-date=2013-10-15| url-status=dead| publisher=CSIRO}}</ref>


अल्ट्राबैटरी के विकास को ऑस्ट्रेलियाई सरकार द्वारा वित्त पोषित किया गया था। जापानी कंपनी फुरुकावा बैटरी कंपनी लिमिटेड ने भी अल्ट्राबैटरी प्रौद्योगिकी के विकास में योगदान दिया, और जापानी सरकार ने नई ऊर्जा और औद्योगिक प्रौद्योगिकी विकास संगठन (एनईडीओ) के माध्यम से इसके विकास का कुछ हिस्सा वित्त पोषित किया।
संयुक्त स्तर अमेरिका के ऊर्जा विभाग ने ग्रिड-स्केल स्थिर ऊर्जा संग्रहण अनुप्रयोगों में अनुसंधान के लिए अल्ट्राबैटरी को भी वित्त पोषित किया है। तथा 2007 में, सीएसआईआरओ ने इस मार्केट को संबोधित करने के लिए सहायक कंपनी, इकोल्ट का गठन किया था। अल्ट्राबैटरी के विकास को आगे बढ़ाने के लिए इकोल्ट को ऑस्ट्रेलियाई सरकार से भी समर्थन मिला। इसको मई 2010 में, अमेरिकी बैटरी निर्माता ईस्ट पेन मैन्युफैक्चरिंग ने सीएसआईआरओ से इकोल्ट में अधिग्रहण किया गया था। <ref>रेफरी>{{Cite conference| last1=Coppin| first1=Peter| last2=Wood| first2=John| title=मेगावॉट स्केल पर अल्ट्राबैटरी स्टोरेज टेक्नोलॉजी और उन्नत एल्गोरिदम| date=19 October 2011| conference=Electrical Energy Storage Applications and Technologies (EESAT) 2011| conference-url=http://www.sandia.gov/ess/publication/conference-archives/essat-2011-conference/| publisher=Energy Storage Association (ESA)| url=http://www.ecoult.com/wp-content/uploads/downloads/2012/04/EESAT_2011_-_UltraBattery_-_Coppin_and_Wood_-Conference_Paper_Final.pdf| access-date=19 March 2015| archive-url=https://web.archive.org/web/20160319095757/http://www.ecoult.com/wp-content/uploads/downloads/2012/04/EESAT_2011_-_UltraBattery_-_Coppin_and_Wood_-Conference_Paper_Final.pdf| archive-date=2016-03-19}}&lt;nowiki&gt;</ref> <ref>&lt;/nowiki&gt;                  &lt;nowiki&gt;</ref> <ref>&lt;/nowiki&gt;&lt;nowiki&gt;</ref>


2007 में, ईस्ट पेन मैन्युफैक्चरिंग ने मकसद और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों (विभिन्न क्षेत्रों में) और स्थिर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों (वैश्विक स्तर पर, जापान और थाईलैंड के बाहर, जहां फुरुकावा बैटरी प्रमुख लाइसेंस धारक है) के लिए अल्ट्राबैटरी तकनीक के निर्माण और व्यावसायीकरण के लिए एक वैश्विक प्रमुख लाइसेंस प्राप्त किया। .<ref name=CSIROpedia_UltraBattery>{{cite web| title=अल्ट्राबैटरी| website=CSIROpedia| date=22 March 2011| publisher=CSIRO| url=https://csiropedia.csiro.au/ultrabattery/| access-date=19 March 2016}}</ref>
मार्च 2013 में, ऑस्ट्रेलियाई सरकार ने आवासीय और वाणिज्यिक नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों के लिए निवेश प्रभावी ऊर्जा संग्रहण के रूप में अल्ट्राबैटरी विधि को और विकसित करने के लिए ऑस्ट्रेलियाई नवीकरणीय ऊर्जा एजेंसी के उभरते नवीकरणीय कार्यक्रम के माध्यम से अतिरिक्त धनराशि की घोषणा की थी। <ref>रेफरी>{{cite web|title=नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण समाधान के लिए वित्तपोषण शुल्क|url=http://www.ret.gov.au/media-archive/Pages/funding-charges.aspx|access-date=24 December 2013}}&lt;nowiki&gt;</ref><ref>&lt;/nowiki&gt;&lt;nowiki&gt;</ref><ref>&lt;/nowiki&gt;&lt;nowiki&gt;</ref>


संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग ने ग्रिड-स्केल स्थिर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों में अनुसंधान के लिए अल्ट्राबैटरी को भी वित्त पोषित किया है। 2007 में, CSIRO ने इस बाज़ार को संबोधित करने के लिए एक सहायक कंपनी, Ecoult का गठन किया। अल्ट्राबैटरी के विकास को आगे बढ़ाने के लिए इकोल्ट को ऑस्ट्रेलियाई सरकार से भी समर्थन मिला। मई 2010 में, अमेरिकी बैटरी निर्माता ईस्ट पेन मैन्युफैक्चरिंग ने सीएसआईआरओ से इकोल्ट का अधिग्रहण किया।
==संग्रहण सिद्धांत                                                                                                                                                                ==
रेफरी>{{Cite conference| last1=Coppin| first1=Peter| last2=Wood| first2=John| title=मेगावॉट स्केल पर अल्ट्राबैटरी स्टोरेज टेक्नोलॉजी और उन्नत एल्गोरिदम| date=19 October 2011| conference=Electrical Energy Storage Applications and Technologies (EESAT) 2011| conference-url=http://www.sandia.gov/ess/publication/conference-archives/essat-2011-conference/| publisher=Energy Storage Association (ESA)| url=http://www.ecoult.com/wp-content/uploads/downloads/2012/04/EESAT_2011_-_UltraBattery_-_Coppin_and_Wood_-Conference_Paper_Final.pdf| access-date=19 March 2015| archive-url=https://web.archive.org/web/20160319095757/http://www.ecoult.com/wp-content/uploads/downloads/2012/04/EESAT_2011_-_UltraBattery_-_Coppin_and_Wood_-Conference_Paper_Final.pdf| archive-date=2016-03-19}}</ref>
अल्ट्राबैटरी का ऊर्जा संग्रहण सिद्धांत पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी के समान है। यह ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर कार्बन परतें Pb<sup>2+</sup> आयनों से Pb(0) में कम करने के लिए और Pb<sup>2+</sup> आयनों के संग्रहण स्थलों के लिए प्रतिक्रिया स्थल के रूप में कार्य करती हैं।


मार्च 2013 में, ऑस्ट्रेलियाई सरकार ने आवासीय और वाणिज्यिक नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों के लिए लागत प्रभावी ऊर्जा भंडारण के रूप में अल्ट्राबैटरी तकनीक को और विकसित करने के लिए ऑस्ट्रेलियाई नवीकरणीय ऊर्जा एजेंसी के उभरते नवीकरणीय कार्यक्रम के माध्यम से अतिरिक्त धनराशि की घोषणा की।
===कठोर सल्फेशन                      ===
रेफरी>{{cite web|title=नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण समाधान के लिए वित्तपोषण शुल्क|url=http://www.ret.gov.au/media-archive/Pages/funding-charges.aspx|access-date=24 December 2013}}</ref>


==भंडारण सिद्धांत==
सामान्य लेड-एसिड बैटरी संचालन के समय , डिस्चार्जिंग के समय ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर लेड सल्फेट क्रिस्टल बढ़ते हैं और चार्जिंग के समय फिर से घुल जाते हैं। इन क्रिस्टलों के निर्माण को सल्फेशन कहा जाता है। इसमें समय के साथ सल्फेशन स्थायी हो सकता है, क्योंकि कुछ क्रिस्टल बढ़ते हैं और घुलने का विरोध करते हैं। यह विशेष रूप से तब होता है जब बैटरी को डिस्चार्ज की बहुत उच्च दर पर कार्य करने के लिए मजबूर किया जाता है, जो इलेक्ट्रोड की सतह पर लेड सल्फेट क्रिस्टल के विकास को बढ़ावा देता है। डिस्चार्ज की मध्यम दर पर, लेड सल्फेट क्रिस्टल इलेक्ट्रोड प्लेट (जिसमें स्पंज जैसी स्थिरता होती है) के क्रॉस खंड में बढ़ते हैं क्योंकि प्रतिक्रिया की अनुमति देने के लिए इलेक्ट्रोलाइट (तनु सल्फ्यूरिक एसिड) को इलेक्ट्रोड के शरीर के माध्यम से फैलाया जाता है। और यह पूर्ण प्लेट में जगह बना लेते है | <ref>{{Cite book| title=वाल्व विनियमित लीड एसिड बैटरियां| chapter=Chapter 17: VRLA Batteries in New Generation Road Vehicles| isbn=978-0-444-50746-4| last1=Moseley| first1=Patrick T.| last2=Garche| first2=Jürgen| last3=Parker| first3=C.D.| last4=Rand| first4=D.A.J.| date=24 February 2004| publisher=[[Elsevier]]| pages=556–557}}</ref>
अल्ट्राबैटरी का ऊर्जा भंडारण सिद्धांत पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी के समान है। नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर कार्बन परतें पीबी की कमी के लिए प्रतिक्रिया स्थल के रूप में कार्य करती हैं<sup>2+</sup>आयनों से Pb(0) और Pb के भंडारण स्थल<sup>2+</sup>आयन.


===कठोर सल्फेशन===
लेकिन डिस्चार्ज की बहुत शीघ्र दर पर, प्लेट के शरीर के अंदर पहले से ही उपस्तिथ एसिड का शीघ्रता से उपयोग हो जाता है और प्रतिक्रिया क्रियान्वित रखने के लिए ताजा एसिड समय पर इलेक्ट्रोड के माध्यम से फैल नहीं पाता है। इसलिए प्रतिक्रिया को इलेक्ट्रोड की बाहरी दीवार की ओर पसंद किया जाता है, जहां क्रिस्टल पूर्ण प्लेट में बिखरे हुए गुच्छों के अतिरिक्त घनी चटाई में बन सकते हैं। क्रिस्टल की यह चटाई इलेक्ट्रोलाइट स्थानांतरण को और भी बाधित करती है। क्रिस्टल फिर बड़े हो जाते हैं, और क्योंकि बड़े क्रिस्टल में उनके सतह क्षेत्र की तुलना में बड़ी मात्रा होती है, इसलिए चार्जिंग के समय उन्हें रासायनिक रूप से निकालना मुश्किल हो जाता है, विशेष रूप से जब इलेक्ट्रोलाइट में सल्फ्यूरिक एसिड की एकाग्रता अधिक होने की संभावना होती है (क्योंकि यह केवल सीमित होती है) तब प्लेट की सतह पर लेड सल्फेट बनाया गया है) और लेड सल्फेट तनु सल्फ्यूरिक एसिड की तुलना में सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड (वजन के अनुसार प्राय: 10% सांद्रता से ऊपर) में कम घुलनशील होते है।


सामान्य लेड-एसिड बैटरी संचालन के दौरान, डिस्चार्जिंग के दौरान नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर लेड सल्फेट क्रिस्टल बढ़ते हैं और चार्जिंग के दौरान फिर से घुल जाते हैं। इन क्रिस्टलों के निर्माण को सल्फेशन कहा जाता है। समय के साथ सल्फेशन स्थायी हो सकता है, क्योंकि कुछ क्रिस्टल बढ़ते हैं और घुलने का विरोध करते हैं। यह विशेष रूप से तब होता है जब बैटरी को डिस्चार्ज की बहुत उच्च दर पर काम करने के लिए मजबूर किया जाता है, जो इलेक्ट्रोड की सतह पर लेड सल्फेट क्रिस्टल के विकास को बढ़ावा देता है। डिस्चार्ज की मध्यम दर पर, लेड सल्फेट क्रिस्टल इलेक्ट्रोड प्लेट (जिसमें स्पंज जैसी स्थिरता होती है) के क्रॉस सेक्शन में बढ़ते हैं क्योंकि प्रतिक्रिया की अनुमति देने के लिए इलेक्ट्रोलाइट (पतला सल्फ्यूरिक एसिड) को इलेक्ट्रोड के शरीर के माध्यम से फैलाया जाता है। पूरी थाली में जगह ले लो.<ref>{{Cite book| title=वाल्व विनियमित लीड एसिड बैटरियां| chapter=Chapter 17: VRLA Batteries in New Generation Road Vehicles| isbn=978-0-444-50746-4| last1=Moseley| first1=Patrick T.| last2=Garche| first2=Jürgen| last3=Parker| first3=C.D.| last4=Rand| first4=D.A.J.| date=24 February 2004| publisher=[[Elsevier]]| pages=556–557}}</ref>
इस स्थिति को कभी-कभी बैटरी इलेक्ट्रोड का "हार्ड" सल्फेशन कहा जाता है। हार्ड सल्फेशन से बैटरी की प्रतिबाधा बढ़ जाती है (चूंकि लेड सल्फेट क्रिस्टल इलेक्ट्रोलाइट से इलेक्ट्रोड को अलग कर देते हैं) और अवांछित साइड प्रतिक्रियाओं में वृद्धि के कारण इसकी शक्ति, क्षमता और दक्षता कम हो जाती है, जिनमें से यह कुछ ऋणात्मक प्लेट के अंदर चार्जिंग के कारण होती हैं। लेड सल्फेट की कम उपलब्धता (प्लेट बॉडी के अंदर)। अवांछनीय प्रभाव प्लेट के अंदर हाइड्रोजन का उत्पादन है, जो प्रतिक्रिया की दक्षता को और कम कर देता है। और "हार्ड" सल्फेशन सामान्यतः अपरिवर्तनीय होता है क्योंकि बैटरी में अधिक से अधिक ऊर्जा अंदर की ओर ले जाने के कारण पार्श्व प्रतिक्रियाएं प्रबल हो जाती हैं। <ref>{{cite journal|title=सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज, कार्बन-एन्हांस्ड वीआरएलए बैटरियां|date=10 October 2011|url=http://www.sandia.gov/ess/docs/pr_conferences/2011/Enos_Pb-C_CRADA%20.pdf|access-date=25 February 2015}}</ref>  
लेकिन डिस्चार्ज की बहुत तेज़ दर पर, प्लेट के शरीर के अंदर पहले से ही मौजूद एसिड का जल्दी से उपयोग हो जाता है और प्रतिक्रिया जारी रखने के लिए ताजा एसिड समय पर इलेक्ट्रोड के माध्यम से फैल नहीं पाता है। इसलिए प्रतिक्रिया को इलेक्ट्रोड की बाहरी दीवार की ओर पसंद किया जाता है, जहां क्रिस्टल पूरी प्लेट में बिखरे हुए गुच्छों के बजाय एक घनी चटाई में बन सकते हैं। क्रिस्टल की यह चटाई इलेक्ट्रोलाइट स्थानांतरण को और भी बाधित करती है। क्रिस्टल फिर बड़े हो जाते हैं, और क्योंकि बड़े क्रिस्टल में उनके सतह क्षेत्र की तुलना में बड़ी मात्रा होती है, इसलिए चार्जिंग के दौरान उन्हें रासायनिक रूप से निकालना मुश्किल हो जाता है, खासकर जब इलेक्ट्रोलाइट में सल्फ्यूरिक एसिड की एकाग्रता अधिक होने की संभावना होती है (क्योंकि केवल सीमित होती है) प्लेट की सतह पर लेड सल्फेट बनाया गया है) और लेड सल्फेट तनु सल्फ्यूरिक एसिड की तुलना में सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड (वजन के अनुसार लगभग 10% सांद्रता से ऊपर) में कम घुलनशील है।


इस स्थिति को कभी-कभी बैटरी इलेक्ट्रोड का "हार्ड" सल्फेशन कहा जाता है। हार्ड सल्फेशन से बैटरी की प्रतिबाधा बढ़ जाती है (चूंकि लेड सल्फेट क्रिस्टल इलेक्ट्रोलाइट से इलेक्ट्रोड को अलग कर देते हैं) और अवांछित साइड प्रतिक्रियाओं में वृद्धि के कारण इसकी शक्ति, क्षमता और दक्षता कम हो जाती है, जिनमें से कुछ नकारात्मक प्लेट के अंदर चार्जिंग के कारण होती हैं। लेड सल्फेट की कम उपलब्धता (प्लेट बॉडी के अंदर)। एक अवांछनीय प्रभाव प्लेट के अंदर हाइड्रोजन का उत्पादन है, जो प्रतिक्रिया की दक्षता को और कम कर देता है। "हार्ड" सल्फेशन आम तौर पर अपरिवर्तनीय होता है क्योंकि बैटरी में अधिक से अधिक ऊर्जा धकेलने के कारण पार्श्व प्रतिक्रियाएं हावी हो जाती हैं।<ref>{{cite journal|title=सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज, कार्बन-एन्हांस्ड वीआरएलए बैटरियां|date=10 October 2011|url=http://www.sandia.gov/ess/docs/pr_conferences/2011/Enos_Pb-C_CRADA%20.pdf|access-date=25 February 2015}}</ref>
हार्ड सल्फेशन की संभावना को कम करने के लिए, पारंपरिक वीआरएलए बैटरियों को विभिन्न चार्जिंग एल्गोरिदम द्वारा निर्धारित विशिष्ट दरों पर डिस्चार्ज किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त , उन्हें बार-बार रिफ्रेश किया जाना चाहिए और एसओसी के शीर्ष छोर (80% और 100% चार्ज के मध्य) की ओर संचालन के लिए सबसे उपयुक्त हैं। जबकि चार्ज की इस सीमित स्थिति में संचालन ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर स्थायी सल्फेशन को कम करता है, तथा पूर्ण एसओसी पर या उसके निकट विशेष रूप से बैटरी संचालन अत्यधिक अक्षम है। इसमें अक्षमता अधिक परिमाण में साइड प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए इलेक्ट्रोलिसिस) की घटनाओं में वृद्धि के कारण होता है जो कि ऊर्जा को नष्ट कर देती है।
हार्ड सल्फेशन की संभावना को कम करने के लिए, पारंपरिक वीआरएलए बैटरियों को विभिन्न चार्जिंग एल्गोरिदम द्वारा निर्धारित विशिष्ट दरों पर डिस्चार्ज किया जाना चाहिए। इसके अलावा, उन्हें बार-बार ताज़ा किया जाना चाहिए और एसओसी के शीर्ष छोर (80% और 100% चार्ज के बीच) की ओर संचालन के लिए सबसे उपयुक्त हैं। जबकि चार्ज की इस सीमित स्थिति में संचालन नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर स्थायी सल्फेशन को कम करता है, पूर्ण SoC पर या उसके निकट विशेष रूप से बैटरी संचालन अत्यधिक अक्षम है। अक्षमता काफी हद तक साइड प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए इलेक्ट्रोलिसिस) की घटनाओं में वृद्धि के कारण है जो ऊर्जा को नष्ट कर देती है।


अल्ट्राबैटरी में एकीकृत अल्ट्राकैपेसिटर की उपस्थिति कोशिका के अंदर कठोर सल्फेशन के गठन को सीमित करने का कार्य करती है। यह आंशिक SoC में बैटरी की लंबी अवधि तक संचालित होने की क्षमता का समर्थन करता है जहां बैटरी अधिक कुशलता से संचालित होती है। पारंपरिक वीआरएलए को सल्फेशन से होने वाले नुकसान से बचाने के लिए उनकी चार्ज क्षमता के शीर्ष पर अकुशल क्षेत्र में काम करने के लिए कुछ हद तक बाध्य किया जाता है। उन कारणों पर शोध जारी है कि क्यों अल्ट्राकैपेसिटर की उपस्थिति सल्फेशन को इतनी सफलतापूर्वक कम कर देती है। प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि वीआरएलए कोशिकाओं के भीतर कार्बन की उपस्थिति में कुछ शमन प्रभाव होता है लेकिन अल्ट्राबैटरी के भीतर समानांतर-जुड़े अल्ट्राकैपेसिटर के सुरक्षात्मक प्रभाव कहीं अधिक महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, हंड एट अल ने पाया कि विशिष्ट वीआरएलए बैटरी विफलता मोड (पानी की हानि, नकारात्मक प्लेट सल्फेशन और ग्रिड संक्षारण) सभी अल्ट्राबैटरी में कम से कम हैं। हंड के नतीजों से यह भी पता चला है कि उच्च दर आंशिक चार्ज एप्लिकेशन में उपयोग की जाने वाली अल्ट्राबैटरी, पारंपरिक वीआरएलए कोशिकाओं की तुलना में कम गैसिंग, न्यूनतम नकारात्मक प्लेट हार्ड सल्फेशन, बेहतर पावर प्रदर्शन और न्यूनतम ऑपरेटिंग तापमान प्रदर्शित करती है।
अल्ट्राबैटरी में एकीकृत अल्ट्राकैपेसिटर की उपस्थिति सेल के अंदर कठोर सल्फेशन के गठन को सीमित करने का कार्य करती है। यह आंशिक एसओसी में बैटरी की लंबी अवधि तक संचालित होने की क्षमता का समर्थन करता है जहां बैटरी अधिक कुशलता से संचालित होती है। और पारंपरिक वीआरएलए को सल्फेशन से होने वाले हानि से बचाने के लिए उनकी चार्ज क्षमता के शीर्ष पर अकुशल क्षेत्र में कार्य करने के लिए कुछ विशेष रूप से बाध्य किया जाता है। उन कारणों पर शोध क्रियान्वित होता है कि क्यों अल्ट्राकैपेसिटर की उपस्थिति सल्फेशन को इतनी सफलतापूर्वक कम कर देती है। इसमें प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि वीआरएलए सेल के अंदर कार्बन की उपस्थिति में कुछ कुएंचिंग प्रभाव होता है लेकिन अल्ट्राबैटरी के अंदर समानांतर-जुड़े अल्ट्राकैपेसिटर के सुरक्षात्मक प्रभाव कहीं अधिक महत्वपूर्ण होते हैं। उदाहरण के लिए, हंड एट अल ने पाया कि विशिष्ट वीआरएलए बैटरी विफलता मोड (पानी की हानि, ऋणात्मक प्लेट सल्फेशन और ग्रिड संक्षारण) सभी अल्ट्राबैटरी में कम से कम हैं। हंड के नतीजों से यह भी पता चला है कि उच्च दर आंशिक चार्ज एप्लिकेशन में उपयोग की जाने वाली अल्ट्राबैटरी, पारंपरिक वीआरएलए सेल की तुलना में कम गैसिंग, न्यूनतम ऋणात्मक प्लेट हार्ड सल्फेशन, उत्तम पावर प्रदर्शन और न्यूनतम ऑपरेटिंग तापमान प्रदर्शित करती है।


==प्रयुक्त सामग्री==
==प्रयुक्त सामग्री==


स्पंज लेड और [[कार्बन]] परतें नकारात्मक इलेक्ट्रोड बनाती हैं।
स्पंज लेड और [[कार्बन]] परतें ऋणात्मक इलेक्ट्रोड बनाती हैं।


इलेक्ट्रोलाइट घोल [[सल्फ्यूरिक एसिड]] और पानी से बना होता है।
इलेक्ट्रोलाइट घोल [[सल्फ्यूरिक एसिड]] और पानी से बना होता है।


[[लेड सल्फेट]] एक सफेद क्रिस्टल या पाउडर है। सामान्य लेड एसिड बैटरी संचालन में डिस्चार्जिंग के दौरान नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर छोटे लेड सल्फेट क्रिस्टल बढ़ते हैं और चार्जिंग के दौरान वापस इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाते हैं।
[[लेड सल्फेट]] सफेद क्रिस्टल या पाउडर होता है। इसमें सामान्य लेड एसिड बैटरी संचालन में डिस्चार्जिंग के समय ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर लघु लेड सल्फेट क्रिस्टल बढ़ते हैं और चार्जिंग के समय वापस इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाते हैं।


इलेक्ट्रोड एक लेड ग्रिड से निर्मित होते हैं, जिसमें लेड-आधारित सक्रिय सामग्री यौगिक - लेड (IV[[लेड(IV) ऑक्साइड]] - सकारात्मक प्लेट के शेष भाग का निर्माण करता है।
इलेक्ट्रोड लेड ग्रिड से निर्मित होते हैं, जिसमें लेड-आधारित सक्रिय सामग्री यौगिक - लेड(IV) [[लेड(IV) ऑक्साइड]] - धनात्मक प्लेट के शेष भाग का निर्माण करता है।


==अनुप्रयोग==
==अनुप्रयोग   ==


अल्ट्राबैटरी का उपयोग कई प्रकार के ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, जैसे:
अल्ट्राबैटरी का उपयोग अनेक प्रकार के ऊर्जा संग्रहण अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, जैसे  
* [[विद्युतीय वाहन]] (ईवी) बैटरियों में
* [[विद्युतीय वाहन]] (ईवी) बैटरियों में उपयोग किया जा सकता है
* [[नवीकरणीय ऊर्जा]] का भंडारण करना और रुक-रुक कर आने वाले [[ऊर्जा स्रोतों]] से विद्युत आपूर्ति सुचारू करना
* [[नवीकरणीय ऊर्जा]] का संग्रहण करना और रुक-रुक कर आने वाले [[ऊर्जा स्रोतों]] से विद्युत आपूर्ति सुचारू करने में किया जा सकता है |
* जीवाश्म-ईंधन [[विद्युत जनरेटर]] के साथ कुशल संकर विद्युत प्रणालियों के भाग के रूप में<ref name=Parkinson_2012>{{cite web| first=Giles| last=Parkinson| title=किंग आइलैंड हमारे भविष्य के ग्रिड का खाका कैसे हो सकता है| date=31 October 2012| url=http://reneweconomy.com.au/2012/how-king-island-may-be-a-blueprint-for-our-future-grid-79336| publisher=Renew Economy Magazine| access-date=22 August 2014}}</ref>
* जीवाश्म-ईंधन [[विद्युत जनरेटर]] के साथ कुशल संकर विद्युत प्रणालियों के भाग के रूप में भी उपयोग किया जा सकता है |<ref name="Parkinson_2012">{{cite web| first=Giles| last=Parkinson| title=किंग आइलैंड हमारे भविष्य के ग्रिड का खाका कैसे हो सकता है| date=31 October 2012| url=http://reneweconomy.com.au/2012/how-king-island-may-be-a-blueprint-for-our-future-grid-79336| publisher=Renew Economy Magazine| access-date=22 August 2014}}</ref>
* [[विद्युत ग्रिड]]ों को सहायक सेवाएं (विद्युत ऊर्जा) प्रदान करना।
* [[विद्युत ग्रिड|विद्युत ग्रिडो]] को सहायक सेवाएं (विद्युत ऊर्जा) प्रदान करने में उपयोग किया जा सकता है।


अल्ट्राबैटरी वस्तुतः 100 प्रतिशत पुनर्चक्रण योग्य है और इसे मौजूदा बैटरी विनिर्माण सुविधाओं में बनाया जा सकता है।<ref name=CSIROpedia_UltraBattery/>
अल्ट्राबैटरी वस्तुतः 100 प्रतिशत पुनर्चक्रण योग्य है और इसे उपस्तिथ बैटरी विनिर्माण सुविधाओं के माध्यम से बनाया जा सकता है।<ref name=CSIROpedia_UltraBattery/>
===हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों में अल्ट्राबैटरी                                    ===


जब हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किया जाता है, तब अल्ट्राबैटरी का अल्ट्राकैपेसिटर उच्च-दर डिस्चार्जिंग और चार्जिंग के समय बफर के रूप में कार्य करता है, जो इसे वाहन त्वरण और ब्रेकिंग के समय शीघ्रता से चार्ज प्रदान करने और अवशोषित करने में सक्षम बनाता है। <ref name="PowerSources_2009_p1241_1245">{{cite journal|title=मध्यम-हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन ड्यूटी के तहत वीआरएलए-प्रकार अल्ट्राबैटरी का और प्रदर्शन और माइक्रो-हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन अनुप्रयोगों के लिए बाढ़-प्रकार अल्ट्राबैटरी का विकास|journal=Journal of Power Sources|volume=195|issue=4|date=2010|pages=1241–1245|doi=10.1016/j.jpowsour.2009.08.080 |bibcode=2010JPS...195.1241F|last1=Furukawa|first1=J.|last2=Takada|first2=T.|last3=Monma|first3=D.|last4=Lam|first4=L.T.}}</ref>


एडवांस्ड लीड एसिड बैटरी कंसोर्टियम द्वारा हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों में अल्ट्राबैटरी के प्रदर्शन के परीक्षण ने बिना किसी महत्वपूर्ण निम्नीकरण के एकल बैटरी पैक पर 100,000 मील से अधिक की दूरी प्राप्त की जा सकती हैं। <ref name=ALABC_2013/> तथा अल्ट्राबैटरी प्रोटोटाइप के प्रयोगशाला के परिणाम बताते हैं कि उनकी क्षमता, शक्ति, उपलब्ध ऊर्जा, कोल्ड क्रैंकिंग और सेल्फ-डिस्चार्ज न्यूनतम और अधिकतम पावर-असिस्ट हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए निर्धारित सभी प्रदर्शन लक्ष्यों को पूर्ण करते हैं, और इसके पश्चात्या उससे भी अधिक उपयोग करते हैं।


===हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों में अल्ट्राबैटरी===
===माइक्रोग्रिड में अल्ट्राबैटरी                         ===


जब हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किया जाता है, तो अल्ट्राबैटरी का अल्ट्राकैपेसिटर उच्च-दर डिस्चार्जिंग और चार्जिंग के दौरान एक बफर के रूप में कार्य करता है, जो इसे वाहन त्वरण और ब्रेकिंग के दौरान तेजी से चार्ज प्रदान करने और अवशोषित करने में सक्षम बनाता है।<ref name=PowerSources_2009_p1241_1245>{{cite journal|title=मध्यम-हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन ड्यूटी के तहत वीआरएलए-प्रकार अल्ट्राबैटरी का और प्रदर्शन और माइक्रो-हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन अनुप्रयोगों के लिए बाढ़-प्रकार अल्ट्राबैटरी का विकास|journal=Journal of Power Sources|volume=195|issue=4|date=2010|pages=1241–1245|doi=10.1016/j.jpowsour.2009.08.080 |bibcode=2010JPS...195.1241F|last1=Furukawa|first1=J.|last2=Takada|first2=T.|last3=Monma|first3=D.|last4=Lam|first4=L.T.}}</ref>
अल्ट्राबैटरी का उपयोग अनुमानित बिजली उपलब्धता में सुधार के लिए माइक्रोग्रिड पर नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को सुचारू और स्थानांतरित करने (अर्थात तत्पश्चात उपयोग के लिए स्टोर करने) के लिए किया जा सकता है। अल्ट्राबैटरी का उपयोग स्टैंडअलोन माइक्रोग्रिड प्रणाली ,