Sodium Metal Battery Breakthrough: ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఇప్పుడు స్మార్ట్ఫోన్లు, ల్యాప్టాప్లు, ఎలక్ట్రిక్ కార్లు సహా దాదాపు అన్ని ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల్లో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలే ఉపయోగిస్తున్నారు. అయితే ఈ బ్యాటరీలు పూర్తిగా ఛార్జ్ కావడానికి కొంత సమయం పడుతుంది. ఒకవేళ కేవలం నాలుగు నిమిషాల్లోనే బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ అయితే ఎలా ఉంటుంది? ఈ ప్రశ్నకు సమాధానంగా చైనా శాస్త్రవేత్తలు కొత్త సోడియం మెటల్ బ్యాటరీని అభివృద్ధి చేసినట్లు ప్రకటించారు. ఈ సాంకేతికత విజయవంతమైతే బ్యాటరీ రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులు చోటుచేసుకునే అవకాశం ఉందని భావిస్తున్నారు.
సోడియం మెటల్ బ్యాటరీ అంటే ఏమిటి?
ప్రస్తుతం ఉపయోగిస్తున్న లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల్లో ప్రధానంగా లిథియం లోహాన్ని వినియోగిస్తారు. అయితే, లిథియం ఖరీదైనది. అంతేకాకుండా దీని సరఫరా కూడా కొన్ని దేశాలకే పరిమితమై ఉంటుంది. ఈ నేపథ్యంలో ప్రపంచవ్యాప్తంగా శాస్త్రవేత్తలు తక్కువ ఖర్చుతో, సులభంగా లభించే ప్రత్యామ్నాయాల కోసం పరిశోధనలు చేస్తున్నారు. ఈ క్రమంలో చైనా పరిశోధకులు సోడియం ఆధారిత మెటల్ బ్యాటరీని రూపొందించారు. ఇందులో లిథియంకు బదులుగా సోడియంను ఉపయోగించారు. సోడియం ప్రపంచవ్యాప్తంగా విస్తారంగా లభించడంతో పాటు తక్కువ ధరలో అందుబాటులో ఉండటం దీని ప్రధాన ప్రత్యేకత.
కేవలం నాలుగు నిమిషాల్లో ఫుల్ ఛార్జ్
పరిశోధకుల ప్రకారం, ఈ కొత్త సోడియం మెటల్ బ్యాటరీని కేవలం నాలుగు నిమిషాల్లో పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయవచ్చు. ఇందుకోసం ప్రత్యేకమైన క్వాసీ-సాలిడ్ జెల్ ఎలక్ట్రోలైట్ను అభివృద్ధి చేశారు. ఇది బ్యాటరీలో ప్రమాదకరమైన డెండ్రైట్స్ (లోహపు సూదుల్లాంటి నిర్మాణాలు) ఏర్పడకుండా నిరోధిస్తుంది. సాధారణంగా డెండ్రైట్స్ ఏర్పడితే షార్ట్ సర్క్యూట్, బ్యాటరీ దెబ్బతినడం లేదా భద్రతా సమస్యలు తలెత్తే అవకాశం ఉంటుంది. కొత్త టెక్నాలజీ ఈ సమస్యలను తగ్గించడంలో సహాయపడుతుందని పరిశోధకులు చెబుతున్నారు.
ఎక్కువ కాలం సామర్థ్యాన్ని నిలుపుకుంటుందా?
పరిశోధనలో భాగంగా నిర్వహించిన ల్యాబ్ పరీక్షల్లో ఈ బ్యాటరీ వేల గంటల పాటు షార్ట్ సర్క్యూట్ లేకుండా పనిచేసినట్లు శాస్త్రవేత్తలు తెలిపారు. అలాగే సుమారు 2,000 ఛార్జింగ్ సైకిళ్ల తర్వాత కూడా బ్యాటరీ తన సామర్థ్యంలో దాదాపు 90 శాతం నిలుపుకున్నట్లు వెల్లడించారు. ఇది దీర్ఘకాలిక వినియోగానికి అనుకూలంగా ఉండే అవకాశాన్ని సూచిస్తోంది.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు ప్రత్యామ్నాయమా?
ప్రస్తుతం దీనిపై స్పష్టమైన సమాధానం లేదని నిపుణులు చెబుతున్నారు. ఈ టెక్నాలజీ ఇంకా పరిశోధన దశలోనే ఉంది. వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులోకి రావాలంటే భారీ స్థాయిలో ఉత్పత్తి, వివిధ వాతావరణ పరిస్థితుల్లో పరీక్షలు, భద్రతా ప్రమాణాల పరిశీలన వంటి అనేక దశలను పూర్తి చేయాల్సి ఉంటుంది. మరోవైపు, ప్రస్తుతం సోడియం మెటల్ బ్యాటరీల శక్తి సాంద్రత (Energy Density) లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే తక్కువగా ఉంది. అంటే ఒకే పరిమాణంలోని బ్యాటరీలో తక్కువ శక్తిని నిల్వ చేయగలవు. అందువల్ల ప్రస్తుతం స్మార్ట్ఫోన్లు లేదా ఎక్కువ దూరం ప్రయాణించే ఎలక్ట్రిక్ కార్లలో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను వెంటనే భర్తీ చేయడం సాధ్యం కాకపోవచ్చు.
ఈ కొత్త బ్యాటరీ ప్రధానంగా మూడు అంశాల్లో ప్రత్యేకంగా నిలుస్తోంది.
* కేవలం నాలుగు నిమిషాల్లో వేగవంతమైన ఛార్జింగ్
* సోడియం వాడటం వల్ల తక్కువ ఉత్పత్తి వ్యయం
* మెరుగైన భద్రత, అగ్ని ప్రమాదాల అవకాశాలు తగ్గే అవకాశం
ఈ లక్షణాల కారణంగా భవిష్యత్తులో బ్యాటరీ ధరలు తగ్గే అవకాశంతో పాటు శక్తి నిల్వ వ్యవస్థల్లో విస్తృత వినియోగానికి అవకాశం ఉందని నిపుణులు భావిస్తున్నారు.
ఎప్పుడు అందుబాటులోకి వస్తుంది?
ప్రస్తుతం ఈ సాంకేతికత పరిశోధన దశలోనే ఉంది. మార్కెట్లోకి తీసుకురావడానికి ముందు భారీ స్థాయిలో తయారీ, నాణ్యత, భద్రత, పనితీరుపై మరిన్ని పరీక్షలు నిర్వహించాల్సి ఉంటుందని శాస్త్రవేత్తలు వెల్లడించారు. ఈ పరీక్షలు విజయవంతమైతే రాబోయే కొన్ని సంవత్సరాల్లో ఎలక్ట్రిక్ కార్లు, గ్రిడ్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ వ్యవస్థలు, ఇతర పారిశ్రామిక రంగాల్లో ఈ సోడియం మెటల్ బ్యాటరీలు కీలక పాత్ర పోషించే అవకాశం ఉంది. అయితే, ఈ బ్యాటరీ సాంకేతికత ప్రస్తుతం పరిశోధన దశలోనే ఉంది. నాలుగు నిమిషాల్లో ఛార్జింగ్, దీర్ఘకాలిక పనితీరు వంటి అంశాలు ప్రయోగశాల పరీక్షల ఆధారంగా వెల్లడించిన వివరాలు మాత్రమే. ఇవి వాణిజ్య ఉత్పత్తుల్లో అదే విధంగా అమలవుతాయని ఇప్పుడే నిర్ధారించలేం.