दरारों से कम हो जाती है बैटरी चार्जिंग का समय

• पहले ऐसी दरारों को गलत माना गया था

• नई विधि से बैटरी 15 मिनट में चार्ज होगी

• इस्तेमाल से पहले गहन जांच अभी जारी है

राष्ट्रीय खबर

रांचीः बदलते परिवेश में अब लोग भी पर्यावरण असंतुलन के खतरों को न सिर्फ समझ रहे हैं बल्कि उसे अपने स्तर पर महसूस भी कर रहे हैं। नतीजा है कि पर्यावरण से सबसे अधिक छेड़खानी करने वाले देश चीन में बारिश ने 140 वर्षों का रिकार्ड तोड़ दिया। इसी तरह यूरोप और जापान में भीषण गर्मी पड़ रही है।

इन्हीं कारणों से पेट्रोलजनित ईंधनों के बदले बिजली चालित वाहनों की मांग बढ़ रही है। इस बारे में गड़बड़ी सिर्फ यह है कि बिजली चालित वाहनों में लगने वाली बैटरियों को चार्ज होने में बहुत अधिक समय लगता है। अब नये शोध ने इस परेशानी से मुक्ति दिलाने का रास्ता दिखलाया है।

मिशिगन विश्वविद्यालय में किए गए शोध से पता चलता है कि लिथियम-आयन बैटरी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड में दरारें पूरी तरह से हानिकारक होने के बजाय बैटरी चार्ज समय को कम कर देती हैं। यह कई इलेक्ट्रिक वाहन निर्माताओं के दृष्टिकोण के विपरीत है, जो क्रैकिंग को कम करने की कोशिश करते हैं क्योंकि इससे बैटरी की दीर्घायु कम हो जाती है।

कई कंपनियां ऐसे कणों का उपयोग करके मिलियन-मील बैटरी बनाने में रुचि रखती हैं जो दरार नहीं करती हैं। दुर्भाग्य से, यदि दरारें हटा दी जाती हैं, तो बैटरी के कण उन दरारों से अतिरिक्त सतह क्षेत्र के बिना जल्दी से चार्ज नहीं कर पाएंगे। इस शोध से जुड़े सहायक प्रोफसर यियांग ली ने कहा सड़क यात्रा पर, हम कार को चार्ज करने के लिए पांच घंटे तक इंतजार नहीं करना चाहते।

हम 15 या 30 मिनट के भीतर चार्ज करना चाहते हैं। शोध टीम का मानना है कि निष्कर्ष सभी इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों में से आधे से अधिक पर लागू होते हैं, जिसमें सकारात्मक इलेक्ट्रोड या कैथोड लिथियम निकल मैंगनीज कोबाल्ट ऑक्साइड या लिथियम निकल कोबाल्ट एल्यूमीनियम ऑक्साइड से बने खरबों सूक्ष्म कणों से बना होता है। सैद्धांतिक रूप से, वह गति जिस पर कैथोड चार्ज कणों के सतह-से-आयतन अनुपात तक कम हो जाता है। छोटे कणों को बड़े कणों की तुलना में तेजी से चार्ज करना चाहिए क्योंकि उनके पास आयतन के सापेक्ष अधिक सतह क्षेत्र होता है, इसलिए लिथियम आयनों के माध्यम से फैलने की दूरी कम होती है।

हालाँकि, पारंपरिक तरीके व्यक्तिगत कैथोड कणों के चार्जिंग गुणों को सीधे माप नहीं सकते थे, केवल बैटरी के कैथोड बनाने वाले सभी कणों के औसत को माप सकते थे। उस सीमा का मतलब है कि चार्जिंग गति और कैथोड कण आकार के बीच व्यापक रूप से स्वीकृत संबंध केवल एक धारणा थी।

इस शोध में काम करने वाले डॉक्टरेट छात्र जिनहोंग मिन ने कहा, हमने पाया है कि कैथोड कण टूट गए हैं और लिथियम आयनों को लेने के लिए अधिक सक्रिय सतहें हैं – न केवल उनकी बाहरी सतह पर, बल्कि कण दरारों के अंदर भी। परीक्षण में देखा गया कि प्रत्येक कतार में 100 माइक्रोइलेक्ट्रोड तक के साथ एक कस्टम-डिज़ाइन, 2-बाई-2 सेंटीमीटर चिप है।

चिप के केंद्र में कुछ कैथोड कणों को बिखेरने के बाद, मिन ने मानव बाल की तुलना में लगभग 70 गुना पतली सुई का उपयोग करके एकल कणों को सरणी पर अपने स्वयं के इलेक्ट्रोड पर ले जाया। एक बार जब कण अपनी जगह पर आ गए, तो मिन सरणी पर एक समय में चार अलग-अलग कणों को एक साथ चार्ज और डिस्चार्ज कर सकता था।

इस विशेष अध्ययन में 21 कणों को मापा गया। प्रयोग से पता चला कि कैथोड कणों की चार्जिंग गति उनके आकार पर निर्भर नहीं करती है। ली और मिन सोचते हैं कि इस अप्रत्याशित व्यवहार के लिए सबसे संभावित स्पष्टीकरण यह है कि बड़े कण वास्तव में टूटने पर छोटे कणों के संग्रह की तरह व्यवहार करते हैं।

एक और संभावना यह है कि लिथियम आयन सीमाओं में बहुत तेजी से चलते हैं ली का मानना है कि यह तब तक संभव नहीं है जब तक कि बैटरी का इलेक्ट्रोलाइट – तरल माध्यम जिसमें लिथियम आयन चलते हैं – इन सीमाओं में प्रवेश नहीं करता, जिससे दरारें नहीं बनतीं। इसलिए ऐसी बैटरियों में दरार पैदा कर चार्जिंग का समय कम करने के नफा नुकसान का अब आकलन किया जा रहा है।