बेहतर ईवी बैटरी: अगली पीढ़ी की बैटरियां जो तेजी से चार्ज होती हैं और ज़्यादा गरम नहीं होती हैं

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• नवम्बर 30/2021

महत्वपूर्ण लागत में कटौती और लिथियम-आयन बैटरियों के बेहतर प्रदर्शन के साथ, ऊर्जा भंडारण का परिदृश्य नाटकीय रूप से बदल गया है। इसके अतिरिक्त, ग्राफीन-आधारित बैटरियों में सफलता बेहतर दक्षता, तेज चार्जिंग और बढ़ी हुई भंडारण क्षमता प्रदान करती है। इन प्रगतियों से स्वच्छ परिवहन, स्वच्छ ऊर्जा क्षेत्र में रोजगार सृजन, चार्जिंग बुनियादी ढांचे में सरकारी निवेश और नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण में नवाचार को बढ़ावा मिल सकता है।

बेहतर ईवी बैटरी संदर्भ

अनुसंधान संगठन अवर वर्ल्ड इन डेटा के अनुसार, 1991 में, 1 किलोवाट-घंटे (kWh) की क्षमता वाली लिथियम-आयन बैटरी की कीमत आश्चर्यजनक रूप से $7,500 थी। इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, यदि निसान लीफ, एक लोकप्रिय इलेक्ट्रिक कार मॉडल, उस समय के दौरान उपलब्ध होता, तो अकेले इसकी बैटरी की लागत USD $ 300,000 होती। यह उच्च लागत इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) और कुशल ऊर्जा भंडारण पर निर्भर अन्य प्रौद्योगिकियों को व्यापक रूप से अपनाने में एक महत्वपूर्ण बाधा थी।

हालाँकि, भंडारण क्षमता, बैटरी घटकों और उत्पादन विधियों में तेजी से प्रगति के कारण पिछले कुछ वर्षों में ऊर्जा भंडारण के परिदृश्य को नाटकीय रूप से नया आकार दिया गया है। 2018 तक, समान क्षमता वाली लिथियम-आयन बैटरी की कीमत 97 प्रतिशत कम होकर केवल USD $181 रह गई थी। लागत में इस भारी कमी ने उन प्रौद्योगिकियों को बना दिया है जो इन बैटरियों पर निर्भर हैं, जैसे कि इलेक्ट्रिक कारें और नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियाँ, उपभोक्ताओं और व्यवसायों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए वित्तीय रूप से अधिक सुलभ हैं।

महत्वपूर्ण लागत में कमी के अलावा, लिथियम-आयन बैटरी के प्रदर्शन में भी पर्याप्त सुधार देखा गया है। 1991 में, एक लीटर बैटरी केवल 200 वाट-घंटे (Wh) ऊर्जा संग्रहीत कर सकती थी। हालाँकि, 2016 तक, बैटरी की समान मात्रा 700 Wh से अधिक संग्रहित हो सकती है, जो क्षमता से तीन गुना अधिक है। ऊर्जा घनत्व में इस सुधार ने इलेक्ट्रिक वाहनों से लेकर पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स तक विभिन्न प्रौद्योगिकियों में अधिक कॉम्पैक्ट और कुशल डिजाइन की अनुमति दी है, जिससे इन प्रौद्योगिकियों को अपनाने और प्रभाव को आगे बढ़ाया जा रहा है।

विघटनकारी प्रभाव

कार्बन-आधारित सामग्री ग्राफीन का उपयोग करने वाली बैटरी प्रौद्योगिकी में सफलता, विभिन्न मोर्चों पर गहरा दीर्घकालिक प्रभाव डालने की क्षमता रखती है। लिथियम-आयन की तुलना में इसकी बेहतर दक्षता और स्थिरता के अलावा, यह नया प्रोटोटाइप उल्लेखनीय चार्जिंग क्षमताओं को प्रदर्शित करता है, परीक्षणों से पारंपरिक लिथियम-आयन मॉडल की तुलना में 70 गुना तेज चार्जिंग गति का संकेत मिलता है। इसके अलावा, इसकी भंडारण क्षमता तीन गुना अधिक है, जो विस्तारित उपयोग समय प्रदान करती है और बार-बार रिचार्ज करने की आवश्यकता को कम करती है।

इस ग्राफीन-आधारित बैटरी का एक महत्वपूर्ण लाभ इसकी एम्पीयर सीमा के बिना काम करने की क्षमता है, जिससे ओवरहीटिंग का खतरा समाप्त हो जाता है। इससे शीतलन तंत्र की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, जो आमतौर पर बैटरी के भीतर काफी जगह घेरता है। यह विकास रेंज चिंता और चार्जिंग बुनियादी ढांचे के संबंध में महत्वपूर्ण चिंताओं को संबोधित करता है।

इस सफलता ने ऑस्ट्रेलिया में यूनीक्वेस्ट और ग्राफीन मैन्युफैक्चरिंग ग्रुप (जीएमजी) जैसी कंपनियों का ध्यान आकर्षित किया है, जो सक्रिय रूप से प्रौद्योगिकी को बढ़ाने और ग्राफीन-एल्यूमीनियम बैटरी को बाजार में लाने के तरीके तलाश रहे हैं। इस क्षेत्र में बढ़ती रुचि और निवेश उन बैटरियों के निर्माण पर बढ़ते जोर को उजागर करते हैं जो न केवल हल्के और कुशल हैं बल्कि पर्यावरण के अनुकूल और पुन: प्रयोज्य भी हैं। जैसे-जैसे कंपनियां ग्राफीन-आधारित बैटरियों को परिष्कृत और अनुकूलित करना जारी रखती हैं, उनका उपयोग ईवी से परे पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस और नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण जैसे विभिन्न उद्योगों तक बढ़ सकता है।

बेहतर ईवी बैटरियों के निहितार्थ

बेहतर ईवी बैटरियों के व्यापक निहितार्थों में शामिल हो सकते हैं:

• छोटी ईवी बैटरियां जिन्हें मिनटों में स्वैप या चार्ज किया जा सकता है, ईवी चार्जिंग स्टेशनों के विकास को भी बढ़ावा देती हैं।
• लैंडफिल में कम बैटरी क्योंकि ईवी बैटरी अधिक टिकाऊ हो जाती है और इसे अधिक आसानी से पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है।
• ईवी की कीमत में गिरावट जारी है क्योंकि इन वाहनों के लिए आवश्यक बैटरियों की संख्या और आकार में कमी आ रही है, जबकि यह सब अभी भी 2021 बैटरी तकनीक के समान ऊर्जा भंडारण और पावर प्रदर्शन का प्रदर्शन कर रहा है।
• स्वच्छ परिवहन विकल्पों, वायु प्रदूषण को कम करने और सार्वजनिक स्वास्थ्य में सुधार की दिशा में एक महत्वपूर्ण सामाजिक बदलाव।
• ईवी की मांग में वृद्धि, स्वच्छ ऊर्जा क्षेत्र के भीतर विनिर्माण, अनुसंधान और विकास में रोजगार के नए अवसर पैदा कर रही है।
• सरकारें चार्जिंग बुनियादी ढांचे में निवेश कर रही हैं और ईवी में परिवर्तन में तेजी लाने, जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करने और ऊर्जा स्वतंत्रता को बढ़ावा देने के लिए प्रोत्साहन प्रदान कर रही हैं।
• यातायात की भीड़ और ध्वनि प्रदूषण में कमी, निवासियों के लिए जीवन की गुणवत्ता में वृद्धि।
• नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण में नवाचार, सौर और पवन जैसे आंतरायिक ऊर्जा स्रोतों को पावर ग्रिड में एकीकृत करने में सक्षम बनाता है, जिससे अधिक टिकाऊ और लचीली ऊर्जा प्रणाली को बढ़ावा मिलता है।
• पारंपरिक ऑटोमोटिव विनिर्माण नौकरियों में संभावित गिरावट और ईवी उद्योग में कुशल श्रमिकों की मांग में वृद्धि।

विचार करने के लिए प्रश्न

• और कैसे बेहतर बैटरी आपके ड्राइविंग अनुभव को बेहतर बना सकती हैं?
• क्या अन्य अगली-जेन बैटरी प्रौद्योगिकियां हैं जो आपको लगता है कि ग्रैफेन-एल्यूमीनियम बैटरी की तुलना में अधिक क्षमता हो सकती है?