ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಯಾವುವು?

ಅಂತರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಗುಂಪು ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ, ಅದು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಲೇಖಕರು ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿತ ಶಕ್ತಿಯ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳನ್ನು 'ಘನ', ಸೆರಾಮಿಕ್ ಪದಗಳಿಗಿಂತ ಬದಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅವರು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾದ, ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಬಳಕೆಗೆ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ. ಈ ಅನುಕೂಲಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರುಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಎಲ್ಲಾ ರೀತಿಯ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ, ಹಸಿರು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಭಾವಿಸುತ್ತಾರೆ.

US ಮತ್ತು UK ಯಿಂದ ಅಧ್ಯಯನದ ಲೇಖಕರು ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಿಗೆ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. 2016 ರಲ್ಲಿ ಅವರು ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಘೋಷಿಸಿದರು, ಅದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಕೋಶಗಳ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲದು, ಆದರೆ ಅದೇ ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ.

ಅವರ ಇತ್ತೀಚಿನ ವಿನ್ಯಾಸವು ಈ ಹಿಂದಿನ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, MIT ಯ ಸಂಶೋಧಕ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಡೊನಾಲ್ಡ್ ಸಡೋವೇ ಅವರು ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಇನ್ನೂ ಅವಕಾಶವಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ: "ಎತ್ತರದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಯಾನಿಕ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ," ಅವರು ವಿವರಿಸಿದರು. "ಇದು ಅದ್ಭುತ ಸಾಧನೆಯಾಗಿದೆ." ಈ ಸುಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ ನಂತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳಿಗೆ ಅಥವಾ ಏರೋಪ್ಲೇನ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಲು ಸೂಕ್ತವೆಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಭಾವಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಅಧಿಕ ಬಿಸಿಯಾಗುವುದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹಾನಿಯನ್ನು ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಸುಡುವ, ದ್ರವ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದ ತಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಹಾನಿಗೊಳಗಾಗಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುವುದನ್ನು ತಡೆಯುವ ಸಿರಾಮಿಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಚಾರ್ಗಳನ್ನು ಬೆಂಕಿಹೊತ್ತಿಸುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಿಸಿಯಾಗಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರೆ. ಈ ಘನ ವಸ್ತುಗಳ ರಚನೆಯಲ್ಲಿರುವ ರಂಧ್ರಗಳು ಘನವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ವಿಸ್ತೃತ ಜಾಲದ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುವ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು ಸಹ ಅವುಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ದಹಿಸುವ ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತಮ್ಮ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಎರಡನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಮರ್ಥರಾಗಿದ್ದಾರೆ ಎಂದು ಈ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು ಅರ್ಥೈಸುತ್ತವೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸಡೋವೇ ಹೇಳಿದರು: "ನಾವು 12 ಡಿಗ್ರಿ C [90 ° F] ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ 194 ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಲಿಥಿಯಂ-ಏರ್ ಸೆಲ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಅದು ಬೇರೆಯವರು ಸಾಧಿಸಿರುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದು."

ಈ ಹೊಸ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿನ್ಯಾಸವು ಸುಡುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ಮೇಲೆ ಇತರ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾವಯವ ಪದಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. "ಅದ್ಭುತವಾದ ವಿಷಯವೆಂದರೆ ಅದು ಎಷ್ಟು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದೆ" ಎಂದು ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸಡೋವೇ ಹೇಳಿದರು. "ಈ ಕೋಶದಿಂದ ನಾವು ಹಾಕುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಾವು ಪಡೆದುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ."

ಈ ಸ್ಥಿರತೆಯು ತಯಾರಕರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಬಿಸಿಯಾಗುವುದರ ಬಗ್ಗೆ ಚಿಂತಿಸದೆ, ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಜೀವನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಈ ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಬಿಸಿಯಾಗಿದ್ದರೆ ಅವು ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುವ ಅಪಾಯವನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತವೆ - ಇತ್ತೀಚೆಗೆ Samsung Galaxy Note 7 ಫೋನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಿದಂತೆ. ದಹನವನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಜೀವಕೋಶಗಳ ಒಳಗೆ ಗಾಳಿ ಇಲ್ಲದ ಕಾರಣ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಜ್ವಾಲೆಗಳು ಹರಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ; ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಅವರು ಆರಂಭಿಕ ಹಾನಿಯ ಸ್ಥಳವನ್ನು ಮೀರಿ ಹರಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಈ ಘನ ವಸ್ತುಗಳು ಸಹ ಬಹಳ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುತ್ತವೆ; ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಸುಡುವ ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ ತಯಾರಿಸಲು ಕೆಲವು ಪ್ರಯತ್ನಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (100 ° C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು) ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು 500 ಅಥವಾ 600 ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ವಾಡಿಕೆಯಂತೆ ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ. ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳು ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯದೆಯೇ 7500 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಚಾರ್ಜ್/ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲವು."

ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು EV ಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಮತ್ತು ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್ ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ತಡೆಯಲು ಬಹಳ ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿದೆ. ಸಡೋವೇ ಪ್ರಕಾರ: "ಹಳೆಯ ತಲೆಮಾರಿನ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಸೀಸದ ಆಮ್ಲ [ಕಾರ್] ಸ್ಟಾರ್ಟರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದವು. ಅವುಗಳು ಕಡಿಮೆ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದವು ಆದರೆ ಅವುಗಳು ನಂಬಲಾಗದಷ್ಟು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿವೆ" ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು, ಅವರ ಅನಿರೀಕ್ಷಿತ ದೌರ್ಬಲ್ಯವೆಂದರೆ ಅದು "ಸುಮಾರು 60 ° C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬಿಸಿಯಾಗಿದ್ದರೆ ಆಗ ಅದು ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ."

ಇಂದಿನ ಲಿಥಿಯಂ ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಇದಕ್ಕಿಂತ ಒಂದು ಹೆಜ್ಜೆ ಮೇಲಿವೆ ಎಂದು ಅವರು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ. "ಅವುಗಳು ದೀರ್ಘ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಆದರೆ ತೀವ್ರವಾದ ಮಿತಿಮೀರಿದ ಮತ್ತು ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳು ಹಾನಿಗೊಳಗಾಗಬಹುದು," ಅವರು ಹೊಸ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಯು "ಮೂಲಭೂತ ಪ್ರಗತಿ" ಎಂದು ಹೇಳಿದರು ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹೆಚ್ಚು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ, ಸುರಕ್ಷಿತ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

MIT ಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಕೆಗೆ ಬರಲು ಐದು ವರ್ಷಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ಭಾವಿಸುತ್ತಾರೆ ಆದರೆ ಮುಂದಿನ ವರ್ಷದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಸ್ಯಾಮ್‌ಸಂಗ್ ಅಥವಾ ಆಪಲ್‌ನಂತಹ ದೊಡ್ಡ ತಯಾರಕರ ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಈ ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ಭಾವಿಸುತ್ತಾರೆ. ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಫೋನ್‌ಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಈ ಸೆಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಅನೇಕ ವಾಣಿಜ್ಯ ಬಳಕೆಗಳಿವೆ ಎಂದು ಅವರು ಗಮನಿಸಿದರು.

ಆದಾಗ್ಯೂ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸಡೋವೇ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪರಿಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುವ ಮೊದಲು ಇನ್ನೂ ಕೆಲವು ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆ ಎಂದು ಎಚ್ಚರಿಸಿದ್ದಾರೆ. "ನಾವು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾಣುವ ಕೋಶವನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ ಆದರೆ ಇದು ಬಹಳ ಮುಂಚಿನ ದಿನಗಳು. . . ನಾವು ಇನ್ನೂ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ."

ಈ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ತಕ್ಷಣವೇ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುವುದು ಎಂದು ಸ್ಯಾಡೋವೇ ನಂಬುತ್ತಾರೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶ್ರೇಣಿಯೊಂದಿಗೆ EV ಗಳನ್ನು ಇಂಧನಗೊಳಿಸಲು ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್ ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ತಡೆಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಬಹುಪಾಲು ತಯಾರಕರು ತಮ್ಮ ಸುರಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮನವರಿಕೆ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಐದು ವರ್ಷಗಳಿಗಿಂತಲೂ ಕಡಿಮೆ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಅವರ ಭವಿಷ್ಯವು ಬಹುಶಃ ಹೆಚ್ಚು ಆಶ್ಚರ್ಯಕರವಾಗಿದೆ.