सॉलिड स्टेट लिथियम बैटरी क्या है?

आपके फ़ोन, आपके कंप्यूटर और आपके अंदर तरल पदार्थ है विद्युतीय वाहन (ईवी). ऐसा इसलिए है क्योंकि लगभग सभी रिचार्जेबल इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करते हैं लिथियम आयन बैटरी, जो तरल इलेक्ट्रोलाइट्स पर निर्भर हैं।

लेकिन यह बदलने वाला है।

“हालांकि सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरियां 30 साल से भी पहले विकसित की गई थीं, लेकिन उनका व्यावसायिक उपयोग अभी बंद हो रहा है नई सामग्रियों को धन्यवाद जो उन्हें व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य बना रही हैं,'' उत्पाद के उपाध्यक्ष विंस कैटो कहते हैं विकास पर योशिनो पावर. "सॉलिड-स्टेट विशेष रूप से सुर्खियां बटोर रहा है क्योंकि ऑटो निर्माता उन्हें अगली पीढ़ी के ईवी के लिए विकसित कर रहे हैं।"

सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरी क्या है?

सीधे शब्दों में कहें तो, एक ठोस-अवस्था लिथियम बैटरी तरल के बजाय एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करती है।

"सभी बैटरियों में तीन मुख्य घटक होते हैं: एनोड, कैथोड और एक इलेक्ट्रोलाइट," एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी के एक छात्र गेब्रियल एडम्स कहते हैं, जो नई तकनीक पर शोध कर रहे हैं। रोलस्टन लैब.

“उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर हर चीज़ में व्यापक रूप से लोकप्रिय गैर-सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरियां पाई जाती हैं हवाई जहाज, इलेक्ट्रोलाइट एक तरल है जो एनोड और के बीच लिथियम-आयन स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करता है कैथोड. सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरी में, इलेक्ट्रोलाइट एक ठोस पदार्थ होता है।

सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरी प्रौद्योगिकियाँ कई प्रकार की हैं। कुछ लोग लिथियम आयनों के संचालन के लिए पॉलिमर पर भरोसा करते हैं, जबकि अन्य सल्फाइड या ऑक्साइड (सिरेमिक) का उपयोग करते हैं।

सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरियों के लाभ

बेहतर सुरक्षा एक बड़ा लाभ है, क्योंकि इलेक्ट्रोलाइट्स लीक नहीं हो सकते।

“तरल इलेक्ट्रोलाइट्स ज्वलनशील होते हैं, और इसीलिए आप देखते हैं बैटरी जलती है समाचार में,'' एरिक डी कहते हैं। वाच्समैन, पीएच.डी., के निदेशक मैरीलैंड एनर्जी इनोवेशन इंस्टीट्यूट.

“हम इसके चारों ओर इंजीनियर कर सकते हैं, और लंबे समय से ऐसा कर रहे हैं, लेकिन सुरक्षा के बीच कुछ बुनियादी मतभेद हैं और तरल इलेक्ट्रोलाइट्स और सिरेमिक ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ प्रदर्शन उस ट्रेडऑफ़ से बचता है क्योंकि ठोस है गैर ज्वलनशील।"

एक अन्य लाभ: उच्च ऊर्जा घनत्व, जिसके परिणामस्वरूप अधिक कॉम्पैक्ट और हल्की बैटरी बनती है। ईवी के मामले में, इसे "होली ग्रेल" कहा गया है, क्योंकि यह कारों को चार्ज करने पर दूर तक जाने की अनुमति देता है और पुनर्भरण अधिक तेजी से।

तकनीकी विशेषज्ञों के लिए, एडम्स के अनुसार, इसका कारण यह है: “ठोस तरल पदार्थ की तुलना में अधिक घने होते हैं, और ठोस-अवस्था वाली बैटरियां एनोड और कैथोड के बीच एक विभाजक की आवश्यकता को खत्म कर देती हैं। उनमें बेहतर तापीय स्थिरता भी होती है क्योंकि ठोस परमाणु स्तर पर एक साथ अधिक मजबूती से बंधे होते हैं, इसलिए ठोस-अवस्था वाली बैटरियां उच्च तापमान को बेहतर ढंग से सहन कर सकती हैं।

सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरियों के नुकसान

उनकी उन्नत सामग्री, प्रौद्योगिकी और विनिर्माण जटिलताओं के कारण सबसे बड़ा नुकसान लागत है। लेकिन जैसे-जैसे ये बैटरियां अधिक आम हो जाएंगी, लागत कम होने की संभावना है।

सॉलिड-स्टेट बैटरियों का उपयोग कहाँ किया जा रहा है?

वर्तमान में वे उपभोक्ताओं के लिए व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं हैं, लेकिन यह बदलना शुरू हो गया है। योशिनो पावर ने हाल ही में कुछ पहले ठोस-अवस्था लिथियम उत्पाद जारी किए: पोर्टेबल बिजली स्टेशन के लिए विभिन्न आकारों में होम बैकअप, बिजली उपकरण चलाना और डेरा डालना. अगले कुछ वर्षों में, प्रौद्योगिकी के ईवी बाजार में धूम मचाने की उम्मीद है।

एडम्स कहते हैं, ''सॉलिड-स्टेट बैटरियां भविष्य का रास्ता हैं।'' “नए इलेक्ट्रिक वाहन निर्माता अपने विकास में भारी निवेश कर रहे हैं, और कंपनियां पसंद कर रही हैं टोयोटा ने दावा किया है कि उनके नए इलेक्ट्रिक वाहन जल्द ही सॉलिड-स्टेट बैटरी तकनीक का उपयोग करेंगे 2027.”

लगभग हर दूसरे ऑटो निर्माता ने भी प्रौद्योगिकी के प्रति प्रतिबद्धता जताई है।

वाच्समैन कहते हैं, "जलवायु संबंधी चिंताओं को दूर करने पर प्रभाव के कारण वित्त पोषण के मामले में ऊर्जा विभाग का ध्यान इलेक्ट्रिक वाहनों पर रहा है।" “लेकिन यह इसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में बनाएगा। यह इसे ग्रिड स्टोरेज में बना देगा। इन बैटरियों के लिए असीमित संख्या में अनुप्रयोग हैं।"

लेकिन अगर आप ईवी पर विचार कर रहे हैं और आपके पास बजट है, तो तकनीक के आने का इंतजार न करें। वाच्समैन कहते हैं, "अभी जाकर इसे ले आओ।" "शुरुआती चीजें अधिक महंगी होने जा रही हैं, और विनिर्माण का पैमाना इतना बड़ा होने में कुछ समय लगेगा कि प्रति यूनिट कीमत गिर जाएगी।"

एक स्वतंत्र लेखिका और इंडी फिल्म निर्माता, करुणा एबरल फैमिली हेंडमैन के लिए DIY के बाहरी और प्रकृति पक्ष, वन्य जीवन, हरित जीवन, यात्रा और बागवानी की खोज को कवर करती हैं। वह निर्माण कार्यबल में गतिशील महिलाओं के बारे में एफएच के इलेवन परसेंट कॉलम भी लिखती हैं। उनके कुछ अन्य क्रेडिट में रीडर्स डाइजेस्ट, नेशनल पार्क, नेशनल ज्योग्राफिक चैनल और एटलस ऑब्स्कुरा का मार्च कवर शामिल है। करुणा और उनके पति ग्रामीण कोलोराडो के एक भूतिया शहर में एक परित्यक्त घर के नवीनीकरण के अंतिम चरण में भी हैं। जब वे काम नहीं कर रहे होते हैं, तो आप उन्हें लंबी पैदल यात्रा करते और पीछे की सड़कों पर यात्रा करते हुए, अपनी स्व-परिवर्तित वैन में डेरा डालते हुए पा सकते हैं।