अगली पीढ़ी की बैटरी तकनीक का काम प्रगति पर, देखें वीडियो

• आग लगने की परेशानी से मुक्ति मिलेगी

• उच्च गुणवत्ता से रफ्तार भी ठीक होगी

• लागत को और कम करना भी एक लक्ष्य

राष्ट्रीय खबर

रांचीः निरंतर जारी प्रयोग से यह पता लगाया गया है कि नई बैटरी तकनीक से सुरक्षित, उच्च ऊर्जा वाले इलेक्ट्रिक वाहन बन सकते हैं। इंजीनियरिंग शोधकर्ताओं ने अगली पीढ़ी की लिथियम बैटरियों को होने वाले नुकसान को रोकने का तरीका विकसित किया है। लिथियम बैटरियां कैसे विफल होती हैं, इसका अध्ययन करने वाले मैरीलैंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नई तकनीक विकसित की है जो ऊर्जा भंडारण को बढ़ाते हुए अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) और अन्य उपकरणों को सक्षम कर सकती है जिनमें बैटरी में आग लगने का खतरा कम होता है।

देखें चल रहे प्रयोगों का वीडियो

नेचर जर्नल में प्रकाशित एक पेपर में प्रस्तुत की गई नवीन विधि, लिथियम डेंड्राइट्स के विकास को रोकती है – तथाकथित ऑल-सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरी के अंदर विकसित होने वाली शाखा जैसी संरचनाओं को नुकसान पहुंचाती है, जो कंपनियों को आशाजनक तकनीक का व्यापक रूप से व्यावसायीकरण करने से रोकती है।

लेकिन केमिकल और बायोमोलेक्युलर इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर चुनशेंग वांग के नेतृत्व में बैटरी इंटरलेयर का यह नया डिज़ाइन डेंड्राइट गठन को रोकता है, और ईवी के लिए व्यवहार्य ऑल-सॉलिड-स्टेट बैटरी के उत्पादन का द्वार खोल सकता है। वैज्ञानिक इस पर तेजी से काम कर रहे हैं क्योंकि ऐसा माना जा रहा है कि पारंपरिक इंधनों से चलने वाले वाहनों के स्थान पर बिजली चालित वाहन ही भविष्य में टिके रहेंगे।

अमेरिका में कम से कम 750,000 पंजीकृत ईवी लिथियम-आयन बैटरी पर चलते हैं – जो अपने उच्च ऊर्जा भंडारण के कारण लोकप्रिय है लेकिन इसमें ज्वलनशील तरल इलेक्ट्रोलाइट घटक होता है जो अधिक गर्म होने पर जल जाता है। हालाँकि कोई भी सरकारी एजेंसी कार के प्रकार के आधार पर वाहन में लगने वाली आग का पता नहीं लगाती है और इलेक्ट्रिक कार की बैटरी में आग लगने की घटनाएं अपेक्षाकृत दुर्लभ होती हैं, लेकिन वे विशेष जोखिम पैदा करती हैं। वहां की  राष्ट्रीय परिवहन सुरक्षा बोर्ड की रिपोर्ट है कि प्रथम प्रतिक्रियाकर्ता सुरक्षा जोखिमों के प्रति संवेदनशील हैं, जिनमें बिजली का झटका और क्षतिग्रस्त या जलती बैटरियों से निकलने वाली जहरीली गैसों का जोखिम शामिल है।

वांग ने कहा, ऑल-सॉलिड-स्टेट बैटरियों से ऐसी कारें बन सकती हैं जो मौजूदा इलेक्ट्रिक या आंतरिक दहन मॉडल की तुलना में अधिक सुरक्षित हैं, लेकिन कमियों को दूर करने की रणनीति बनाना श्रमसाध्य था। जब इन बैटरियों को इलेक्ट्रिक वाहनों की मांग वाली उच्च क्षमता और चार्जिंग-डिस्चार्जिंग दरों पर संचालित किया जाता है, तो लिथियम डेंड्राइट कैथोड की ओर बढ़ते हैं, जिससे शॉर्ट सर्किट और क्षमता में कमी आती है। उन्होंने और पोस्टडॉक्टोरल एसोसिएट हांगली वान ने 2021 में लिथियम डेंड्राइट वृद्धि के गठन के लिए एक सिद्धांत विकसित करना शुरू किया; शोधकर्ताओं ने कहा, यह वैज्ञानिक बहस का विषय बना हुआ है। उन्होंने कहा, उस हिस्से का पता लगाने के बाद, हमने इंटरलेयर्स को फिर से डिज़ाइन करने का विचार प्रस्तावित किया जो लिथियम डेंड्राइट वृद्धि को प्रभावी ढंग से दबा देगा।

ठोस इलेक्ट्रोलाइट और एनोड (जहां एक सर्किट से इलेक्ट्रॉन बैटरी में प्रवेश करते हैं) और इलेक्ट्रोलाइट और कैथोड (जहां ऊर्जा बैटरी से बाहर बहती है) के बीच बैटरी के इंटरफेस को स्थिर करने के कारण उनका समाधान अद्वितीय है। नई बैटरी संरचना में एक फ्लोरीन-समृद्ध इंटरलेयर जोड़ा गया है जो कैथोड पक्ष को स्थिर करता है, साथ ही मैग्नीशियम और बिस्मथ के साथ एनोड के इंटरलेयर में संशोधन करता है – लिथियम डेंड्राइट को दबाता है।

वांग ने कहा, सॉलिड-स्टेट बैटरियां अगली पीढ़ी की हैं क्योंकि वे उच्च ऊर्जा और सुरक्षा प्राप्त कर सकती हैं। वर्तमान बैटरियों में, यदि आप उच्च ऊर्जा प्राप्त करते हैं, तो आप सुरक्षा का त्याग कर देंगे। उत्पाद के बाज़ार में आने से पहले शोधकर्ताओं को अन्य चुनौतियाँ भी हल करनी होती हैं। ऑल-सॉलिड-स्टेट बैटरियों का व्यावसायीकरण करने के लिए, विशेषज्ञों को लिथियम-आयन बैटरियों के इलेक्ट्रोलाइट के समान मोटाई प्राप्त करने के लिए ठोस इलेक्ट्रोलाइट परत को कम करना होगा, जिससे ऊर्जा घनत्व में सुधार होगा – या बैटरी कितनी बिजली स्टोर कर सकती है। टीम ने कहा कि बुनियादी सामग्रियों की उच्च लागत एक और चुनौती है।

2026 तक नई बैटरियों को बाजार में उतारने का लक्ष्य रखते हुए, उन्नत बैटरी निर्माता सॉलिड पावर ने व्यावसायीकरण की अपनी क्षमता का आकलन करने के लिए नई तकनीक का परीक्षण शुरू करने की योजना बनाई है। शोधकर्ताओं ने कहा कि निरंतर अनुसंधान का उद्देश्य ऊर्जा घनत्व को और बढ़ावा देना है।