जैसे-जैसे ईवी बाजार गति पकड़ता जा रहा है, कुछ कार खरीदारों को अभी भी रेंज और लिथियम-आयन बैटरी सुरक्षा के बारे में चिंता है। इन वैध चिंताओं को दूर करने के लिए, नई बैटरी तकनीकों को विकसित करने में बहुत पैसा और समय खर्च किया जा रहा है।
हाल के वर्षों में, कंपनियां एल्युमिनियम और हवा पर आधारित एक पुरानी लेकिन बेहतर बैटरी में निवेश कर रही हैं, जिसमें ईवी उद्योग को महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ाने की क्षमता है। एल्युमिनियम-एयर (Al-air) बैटरी एक EV बैटरी गेम-चेंजर प्रतीत होती है, लेकिन क्या यह सब प्रचार है?
एल्युमिनियम-एयर बैटरी क्या है?
इलेक्ट्रिक वाहन नेट-जीरो फ्यूचर हासिल करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। हालाँकि, सीमा चिंता और लिथियम-आयन बैटरियों पर सुरक्षा प्रश्न ईवी बाजार के विकास को बाधित कर रहे हैं। लिथियम-आयन बैटरी ईवी क्रांति का नेतृत्व कर रही है, लेकिन यह अभी भी 400 मील की सीमा तक सीमित है, जो लंबी सड़क यात्राओं पर समस्या पैदा कर सकती है।
दूरस्थ क्षेत्रों में चार्जिंग स्टेशन खोजने और आपके ईवी के चार्ज होने तक प्रतीक्षा करने का झंझट संभावित खरीदारों को दूर कर सकता है। अन्य कथित लिथियम बैटरी मुद्दे, जैसे बैटरी की गिरावट, रिसाव और ओवरचार्जिंग, इसके मामले में बहुत मदद नहीं करते हैं। अन्य सभी बैटरी तकनीक के साथ, अल-एयर बैटरी पर इतना ध्यान दिया जा रहा है क्योंकि उन्हें रिचार्ज नहीं करना पड़ता है।
इन बैटरियों की अवधारणा 1960 के दशक की है। लेकिन चूंकि इसका इलेक्ट्रोलाइट खतरनाक रूप से कास्टिक और जहरीला था, इसलिए इसे व्यावसायिक रूप से इस्तेमाल नहीं किया जा सकता था। यूके की रॉयल नेवी में एक इंजीनियरिंग अधिकारी ट्रेवर जैक्सन ने 2001 में बैटरी के साथ प्रयोग करना शुरू किया, जिससे यह उपयोग करने के लिए सुरक्षित हो गया। अल-एयर बैटरी एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेट से एनोड, एक एयर कैथोड, एक गैर-विषैले इलेक्ट्रोलाइट जैसे पानी और एक चांदी के उत्प्रेरक से बनी होती है।
एल्युमीनियम-एयर बैटरी कैसे काम करती है?
पारंपरिक ईवी बैटरी में दो इलेक्ट्रोड होते हैं, एक कैथोड और एक एनोड जो विभिन्न सामग्रियों से बना होता है, उनके बीच एक इलेक्ट्रोलाइट होता है। जब बैटरी का उपयोग किया जाता है, तो आयन एनोड से इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड में प्रवाहित होते हैं। चार्ज करने के दौरान, आयन विपरीत दिशा में वापस एनोड में प्रवाहित होते हैं।
अल-एयर बैटरियां ईंधन सेल के समान कार्य करती हैं। यह एनोड पर एल्यूमीनियम और कैथोड पर ऑक्सीजन का उपयोग करता है। परिणाम बहुत अधिक ऊर्जा घनत्व है। ईवीएस में उपयोग की जाने वाली वर्तमान लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में लगभग आठ से नौ गुना अधिक, पर्याप्त शक्ति वृद्धि। ऊर्जा घनत्व मापता है कि बैटरी प्रति इकाई द्रव्यमान में कितनी ऊर्जा संग्रहीत कर सकती है। शक्ति घनत्व मापता है कि द्रव्यमान की प्रति इकाई कितनी तात्कालिक ऊर्जा प्रदान कर सकता है।
एनोड इलेक्ट्रॉनों को एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण के रूप में जारी करता है, जबकि कैथोड इलेक्ट्रॉनों को मुक्त करने के लिए ऑक्सीजन को कम करता है, इस प्रकार विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। एक लोड को बाहरी सर्किट के माध्यम से चलने वाले इलेक्ट्रॉनों द्वारा उत्पन्न विद्युत प्रवाह द्वारा संचालित किया जा सकता है। अंतिम परिणाम एक सफेद पाउडर है जो एनोड पर बनता है।
एल्युमिनियम-एयर बैटरियों के फायदे और नुकसान
एल्युमिनियम पृथ्वी की पपड़ी में तीसरा सबसे अधिक पाया जाने वाला प्राकृतिक संसाधन है और पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में धातु है, इसलिए हम कभी भी समाप्त नहीं होंगे। इसकी कोमलता के कारण, एल्युमीनियम के साथ काम करना आसान है, और यह लिथियम के विपरीत स्थिर है। इसके अलावा, यह गैर विषैले है। लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में अल-एयर बैटरियों के अन्य लाभ निम्नलिखित हैं:
- बनाने में सस्ता
- स्थिरता
- खनन और शोधन के मामले में कम कार्बन फुटप्रिंट
- बहुत अधिक ऊर्जा संग्रहित करता है
- बैटरी एल्यूमीनियम और हवा से बनी होने के कारण अधिकांश अन्य बैटरियों की तुलना में हल्की होती है
- अत्यधिक पुन: प्रयोज्य
इसके फायदों के बावजूद, इस बैटरी में कुछ कमियां भी हैं। सबसे पहले, इसमें प्राथमिक बैटरी होने का नुकसान है। अनिवार्य रूप से, बैटरी के डिस्चार्ज या खाली होने के बाद इसे रिचार्ज नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, बैटरी के अंदर की हवा एल्यूमीनियम एनोड को संक्षारित करती है। इसलिए, बैटरी में एल्यूमीनियम प्लेट को बदलने की जरूरत है, जो महंगा हो सकता है। इसके अतिरिक्त, बैटरी की उत्पादन लागत बैटरी में मौजूद चांदी की कीमतों में उतार-चढ़ाव से प्रभावित हो सकती है।
लिथियम-आयन बैटरी से जुड़ी समस्याएं
ईवी बाजार पर हावी होने वाली लिथियम-आयन बैटरी की कमियों के कारण वैज्ञानिक बेहतर बैटरी विकसित कर रहे हैं। लिथियम-आयन बैटरी में प्रयुक्त लिथियम, निकल और कोबाल्ट दुर्लभ पृथ्वी धातुएं हैं जो केवल दुनिया के कुछ हिस्सों में पाई जाती हैं। वर्तमान में, ईवीएस सड़क पर वाहनों का 6% हिस्सा है, और इन धातुओं का खनन अच्छी तरह से चल रहा है; कल्पना कीजिए जब ईवी संख्या 50% या 80% तक चढ़ जाती है। लिथियम-आयन बैटरी के अन्य नुकसानों में निम्नलिखित शामिल हैं:
- उत्पादन महंगा है, हालांकि कीमतों में कमी आई है
- लिथियम अस्थिरता
- राष्ट्रीय ग्रिड पर तनाव
- महँगा और परिष्कृत चार्जिंग नेटवर्क
- खनन और शोधन से जुड़े पर्यावरणीय प्रभाव, हालांकि अधिक लिथियम बैटरी का पुनर्नवीनीकरण किया जा रहा है
बैटरी स्वैपिंग बनाम रिचार्जिंग
विचार करते समय ध्यान रखने योग्य कारक हैं बैटरी स्वैपिंग बनाम रिचार्जिंग. प्रति चार्ज समान श्रेणी प्राप्त करने के लिए, लिथियम-आयन बैटरी के आकार के 1/8 बैटरी पैक की आवश्यकता होगी। अल-एयर बैटरियों के हल्के वजन के कारण, ईवीएस समग्र दक्षता में वृद्धि करते हुए आगे की यात्रा करने में सक्षम होंगे।
ईवी के भीतर बैटरी को किसी ऐसे स्थान पर पैकेज करना आसान और अधिक सुविधाजनक होगा जो आसानी से सुलभ हो ताकि जरूरत पड़ने पर इसे आसानी से बदला जा सके। कुछ कंपनियों ने एल्युमीनियम-एयर ईवी बैटरी स्वैप समय का अनुमान केवल तीन मिनट लगाया है, जिससे ईवी मालिक तेजी से सड़क पर वापस आ गए हैं।
अनुमान के मुताबिक अल-एयर बैटरी लगभग 5,400 मील चलती है। सवाल यह है कि कोई रिचार्ज करने के बजाय इस रास्ते से क्यों जाएगा? अल-एयर-संचालित ईवी के साथ, आप चार्जिंग स्टेशन ढूंढे बिना बहुत आगे जा सकते हैं। दूसरा कारण यह है कि आपकी खराब अल-एयर बैटरी को रिसाइकल बैटरी से बदलने की तुलना में काफी सस्ता है टेस्ला बैटरी को स्वैप करने की लागत. चूंकि एकमात्र बदली जाने वाला हिस्सा एल्यूमीनियम प्लेट है, जिसे 100% पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, आप अपने द्वारा चलाए गए मील के लिए भुगतान करते हैं।
क्या एल्युमीनियम-एयर बैटरियां भविष्य हैं?
आज के इलेक्ट्रिक वाहनों में अल-एयर बैटरी का इस्तेमाल संभव है। इन बैटरियों की लोकप्रियता में वृद्धि होने की संभावना है क्योंकि बैटरी-स्वैपिंग स्टेशन अधिक प्रचलित हो गए हैं। तब तक, उनका उपयोग लिथियम-आयन बैटरी ईवीएस की सीमा बढ़ाने के लिए भी किया जा सकता है, जब आप सक्षम नहीं होते हैं तो रिचार्ज करने की समस्या का समाधान करते हैं।
आखिरकार, ईवी खरीदारों के पास बैटरियों की अदला-बदली या अपने वाहनों को रिचार्ज करने का विकल्प होगा, अंततः सभी के लाभ के लिए एक अधिक बहुमुखी ईवी बाजार का निर्माण होगा। नतीजतन, एक ऐसी दुनिया में संक्रमण जो पूरी तरह से इलेक्ट्रिक वाहनों पर आधारित है, में तेजी जारी रहेगी।
