ठोस अवस्था वाली बैटरियां इलेक्ट्रिक वाहनों (ई.वी.) के लिए क्रांतिकारी साबित हो सकती हैं, क्योंकि ये अधिक ऊर्जा संग्रहित करती हैं, तेजी से चार्ज होती हैं, तथा तरल लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में अधिक सुरक्षा प्रदान करती हैं, जिससे जीवाश्म ईंधन से चलने वाली कारों से दूरी बनाने में तेजी लाने में मदद मिलती है।
वे तरल लिथियम-आयन बैटरियों से किस प्रकार भिन्न हैं?
ठोस अवस्था वाली बैटरियां ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स की पतली परतों का उपयोग करती हैं, जो इलेक्ट्रोडों के बीच लिथियम आयनों को ले जाती हैं।
लिथियम-आयन (ली-आयन) बैटरियां तरल इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करती हैं और इनमें विभाजक होते हैं जो धनात्मक इलेक्ट्रोड को ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के संपर्क में आने से रोकते हैं।
वर्तमान में, ठोस-अवस्था बैटरियों का उपयोग पेसमेकर और स्मार्ट घड़ियों जैसे उपकरणों में किया जाता है।
विशेषज्ञों का कहना है कि इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए इन बैटरियों का बड़े पैमाने पर उत्पादन तीन से पांच साल दूर है।
ठोस अवस्था बैटरियों के क्या लाभ हैं?
वे लिक्विड ली-आयन बैटरियों की तुलना में अधिक सुरक्षित और स्थिर होने की संभावना रखते हैं, जिसमें इलेक्ट्रोलाइट अस्थिर होता है और उच्च तापमान पर ज्वलनशील होता है। इससे ली-आयन बैटरियों का उपयोग करने वाले इलेक्ट्रिक वाहन आग और रासायनिक रिसाव के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाते हैं।
बढ़ी हुई स्थिरता का अर्थ है तेजी से चार्जिंग और भारी सुरक्षा उपकरणों की आवश्यकता कम हो जाती है।
वे तरल ली-आयन बैटरियों की तुलना में अधिक ऊर्जा धारण कर सकते हैं, जिससे गैसोलीन वाहनों से ई.वी. में परिवर्तन में तेजी लाने में मदद मिलती है, क्योंकि ड्राइवरों को अपनी कारों को चार्ज करने के लिए बार-बार रुकने की आवश्यकता नहीं होगी।
ठोस अवस्था बैटरियों का बड़े पैमाने पर उत्पादन करना कठिन क्यों है?
कार निर्माता और प्रौद्योगिकी कम्पनियों ने प्रयोगशाला में एक-एक करके ठोस अवस्था वाली ली-आयन बैटरी सेल का उत्पादन किया है, लेकिन अभी तक वे इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन करने में असफल रहे हैं।
एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट को डिजाइन करना कठिन है जो स्थिर, रासायनिक रूप से निष्क्रिय हो और फिर भी इलेक्ट्रोड के बीच आयनों का एक अच्छा कंडक्टर हो। उन्हें बनाना महंगा है और उपयोग के दौरान फैलने और सिकुड़ने पर इलेक्ट्रोलाइट्स की भंगुरता के कारण उनमें दरार पड़ने का खतरा रहता है।
विशेषज्ञों का कहना है कि वर्तमान में, एक ठोस-अवस्था सेल के निर्माण की लागत, एक तरल ली-आयन बैटरी के निर्माण की लागत से लगभग आठ गुना अधिक है।
इन्हें बनाने का प्रयास कौन कर रहा है?
जापान की टोयोटा सॉलिड-स्टेट बैटरियों का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने वाली अग्रणी कंपनियों में से एक है। इसने कहा है कि यह अपनी कम सेवा अवधि से जूझ रही है, लेकिन फिर भी इसका इरादा 2020 के मध्य तक इनका निर्माण शुरू करने का है।
टोयोटा के आंतरिक अनुसंधान के अतिरिक्त, इसने जापान की पैनासोनिक के साथ मिलकर अपने प्राइम प्लैनेट एनर्जी एंड सॉल्यूशंस उद्यम के तहत इन पावरपैक्स को विकसित किया है।
इनके ठीक बाद, जर्मनी की कंपनी वोक्सवैगन ने बिल गेट्स समर्थित अमेरिकी बैटरी कंपनी क्वांटमस्केप में निवेश किया है, जिसका लक्ष्य 2024 में वोक्सवैगन के ईवी और अंततः अन्य कार निर्माताओं के लिए अपनी बैटरी पेश करना है।
वीडब्ल्यू का कहना है कि यह बैटरी लिक्विड बैटरी की तुलना में लगभग 30 प्रतिशत अधिक रेंज प्रदान करेगी तथा 12 मिनट में 80 प्रतिशत क्षमता तक चार्ज हो जाएगी, जो कि वर्तमान में उपलब्ध सबसे तेज चार्ज होने वाले ली-आयन सेलों के समय के आधे से भी कम है।
जनवरी में इतालवी-अमेरिकी ऑटोमेकर फिएट क्रिसलर और फ्रांस की पीएसए के विलय से बनी स्टेलेंटिस का टोटलएनर्जीज के साथ ऑटोमोटिव सेल्स कंपनी नामक उद्यम है और चीन की कंटेम्पररी एम्परेक्स टेक्नोलॉजी (सीएटीएल) के साथ साझेदारी है। स्टेलेंटिस का इरादा 2026 तक सॉलिड-स्टेट बैटरी पेश करने का है।
फोर्ड मोटर और बीएमडब्ल्यू एजी ने स्टार्टअप सॉलिड पावर में निवेश किया है, जिसका कहना है कि इसकी सॉलिड-स्टेट तकनीक मौजूदा लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में 50 प्रतिशत अधिक ऊर्जा घनत्व प्रदान कर सकती है। फोर्ड को उम्मीद है कि दशक के मध्य तक बैटरी की लागत में 40 प्रतिशत की कटौती होगी।
दक्षिण कोरिया की हुंडई मोटर, जिसने स्टार्टअप सॉलिडएनर्जी सिस्टम्स में निवेश किया है, 2030 तक बड़े पैमाने पर सॉलिड-स्टेट बैटरियों का उत्पादन करने की योजना बना रही है।
सैमसंग की सहयोगी कंपनी सैमसंग एसडीआई, ठोस अवस्था वाली बैटरी विकसित करने पर काम कर रही है।
ई.वी. बाजार की अग्रणी कंपनी टेस्ला ने अब तक यह नहीं कहा है कि वह अपनी कारों में सॉलिड-स्टेट सेल का विकास या उपयोग करना चाहती है।
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