ठोस अवस्था ब्याट्रीहरू एक प्रकारको ब्याट्री हो जसले ठोस इलेक्ट्रोड र इलेक्ट्रोलाइटहरू प्रयोग गर्दछ, परम्परागत लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा प्रयोग हुने तरल वा पोलिमर जेल इलेक्ट्रोलाइटहरूको विपरीत। तिनीहरूसँग उच्च ऊर्जा घनत्व, छिटो चार्ज समय, र परम्परागत ब्याट्रीहरूको तुलनामा सुधारिएको सुरक्षा छ।
के ठोस अवस्थाका ब्याट्रीहरूले लिथियम प्रयोग गर्छन्?
हो, अहिले विकास भइरहेका धेरैजसो ठोस-अवस्थाका ब्याट्रीहरूले प्राथमिक तत्वको रूपमा लिथियम प्रयोग गर्छन्।
निश्चित रूपमा सोलिड-स्टेट ब्याट्रीहरूले लिथियम सहित इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा विभिन्न सामग्रीहरू प्रयोग गर्न सक्छन्। यद्यपि, सोलिड-स्टेट ब्याट्रीहरूले सोडियम, सल्फर, वा सिरेमिक जस्ता अन्य सामग्रीहरू पनि इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा प्रयोग गर्न सक्छन्।
सामान्यतया, इलेक्ट्रोलाइट सामग्रीको छनोट प्रदर्शन, सुरक्षा, लागत, र उपलब्धता जस्ता विभिन्न कारकहरूमा निर्भर गर्दछ। ठोस-अवस्था लिथियम ब्याट्रीहरू तिनीहरूको उच्च ऊर्जा घनत्व, लामो चक्र जीवन, र बढेको सुरक्षाको कारणले गर्दा अर्को पुस्ताको ऊर्जा भण्डारणको लागि एक आशाजनक प्रविधि हो।
ठोस अवस्थाका ब्याट्रीहरूले कसरी काम गर्छन्?
ठोस-अवस्था ब्याट्रीहरूले ब्याट्रीको इलेक्ट्रोडहरू (एनोड र क्याथोड) बीच आयनहरू स्थानान्तरण गर्न तरल इलेक्ट्रोलाइटको सट्टा ठोस इलेक्ट्रोलाइट प्रयोग गर्छन्। इलेक्ट्रोलाइट सामान्यतया सिरेमिक, गिलास वा पोलिमर सामग्रीबाट बनेको हुन्छ जुन रासायनिक रूपमा स्थिर र प्रवाहकीय हुन्छ।
जब ठोस-अवस्थाको ब्याट्री चार्ज गरिन्छ, क्याथोडबाट इलेक्ट्रोनहरू तानिन्छन् र ठोस इलेक्ट्रोलाइट मार्फत एनोडमा सारिन्छन्, जसले गर्दा धारा प्रवाह सिर्जना हुन्छ। जब ब्याट्री डिस्चार्ज हुन्छ, धारा प्रवाह उल्टो हुन्छ, इलेक्ट्रोनहरू एनोडबाट क्याथोडमा सर्छन्।
ठोस-अवस्था ब्याट्रीहरूमा परम्परागत ब्याट्रीहरू भन्दा धेरै फाइदाहरू छन्। तिनीहरू सुरक्षित छन्, किनकि ठोस इलेक्ट्रोलाइट तरल इलेक्ट्रोलाइटहरू भन्दा चुहावट वा विस्फोटको लागि कम प्रवण हुन्छ। तिनीहरूमा उच्च ऊर्जा घनत्व पनि हुन्छ, जसको अर्थ तिनीहरूले सानो मात्रामा बढी ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छन्।
यद्यपि, ठोस-अवस्था ब्याट्रीहरूसँग सम्बोधन गर्न आवश्यक केही चुनौतीहरू अझै पनि छन्, जसमा उच्च उत्पादन लागत र सीमित क्षमता समावेश छ। राम्रो ठोस इलेक्ट्रोलाइट सामग्रीहरू विकास गर्न र ठोस-अवस्था ब्याट्रीहरूको प्रदर्शन र आयु सुधार गर्न अनुसन्धान जारी छ।
अहिले बजारमा कतिवटा ठोस अवस्थाका ब्याट्री कम्पनीहरू छन्?
हाल धेरै कम्पनीहरूले ठोस अवस्थाका ब्याट्रीहरू विकास गरिरहेका छन्:
१. क्वान्टम स्केप:२०१० मा स्थापित एउटा स्टार्टअप जसले फक्सवागन र बिल गेट्सबाट लगानी आकर्षित गरेको छ। उनीहरूले विद्युतीय सवारी साधनको दायरा ८०% भन्दा बढी बढाउन सक्ने ठोस अवस्थाको ब्याट्री विकास गरेको दाबी गर्छन्।
२. टोयोटा:जापानी अटोमेकरले धेरै वर्षदेखि ठोस अवस्थाका ब्याट्रीहरूमा काम गरिरहेको छ र २०२० को दशकको सुरुवातसम्ममा उत्पादनमा ल्याउने लक्ष्य राखेको छ।
३. फिस्कर:एक लक्जरी इलेक्ट्रिक भेहिकल स्टार्टअप जसले UCLA का अनुसन्धानकर्ताहरूसँग मिलेर ठोस अवस्थाका ब्याट्रीहरू विकास गरिरहेको छ र उनीहरूले आफ्नो सवारी साधनको दायरा उल्लेखनीय रूपमा बढाउने दाबी गर्छन्।
४. बीएमडब्ल्यू:जर्मन अटोमेकरले सोलिड स्टेट ब्याट्रीहरूमा पनि काम गरिरहेको छ र तिनीहरूलाई विकास गर्न कोलोराडोमा आधारित स्टार्टअप सोलिड पावरसँग साझेदारी गरेको छ।
५. सामसुङ:कोरियाली इलेक्ट्रोनिक्स दिग्गजले स्मार्टफोन र अन्य इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूमा प्रयोगको लागि ठोस अवस्था ब्याट्रीहरू विकास गर्दैछ।
भविष्यमा सौर्य भण्डारणको लागि ठोस अवस्थाका ब्याट्रीहरू प्रयोग गरिनेछ कि?
सोलिड-स्टेट ब्याट्रीहरूमा सौर्य अनुप्रयोगहरूको लागि ऊर्जा भण्डारणमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याउने क्षमता हुन्छ। परम्परागत लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको तुलनामा, सोलिड-स्टेट ब्याट्रीहरूले उच्च ऊर्जा घनत्व, छिटो चार्ज हुने समय र बढ्दो सुरक्षा प्रदान गर्दछ। सौर्य भण्डारण प्रणालीहरूमा तिनीहरूको प्रयोगले समग्र दक्षता सुधार गर्न, लागत घटाउन र नवीकरणीय ऊर्जालाई अझ पहुँचयोग्य बनाउन सक्छ। सोलिड-स्टेट ब्याट्री प्रविधिमा अनुसन्धान र विकास जारी छ, र यो सम्भव छ कि यी ब्याट्रीहरू भविष्यमा सौर्य भण्डारणको लागि मुख्यधारा समाधान बन्न सक्छन्। तर अब, सोलिड-स्टेट ब्याट्रीहरू EV को प्रयोगको लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएका छन्।
टोयोटाले प्राइम प्लानेट इनर्जी एण्ड सोलुसन्स इंक मार्फत सोलिड-स्टेट ब्याट्रीहरू विकास गरिरहेको छ, जुन प्यानासोनिकसँगको संयुक्त उद्यम हो जसले अप्रिल २०२० मा सञ्चालन सुरु गरेको थियो र लगभग ५,१०० कर्मचारीहरू छन्, जसमा २,४०० चिनियाँ सहायक कम्पनीमा छन् तर अहिले पनि सीमित उत्पादन छ र २०२५ सम्ममा सही समय आउँदा थप हिस्साको आशा छ।
ठोस अवस्थाका ब्याट्रीहरू कहिले उपलब्ध हुनेछन्?
हामीसँग ठोस-राज्य ब्याट्रीहरूको उपलब्धता सम्बन्धी नवीनतम समाचार र अद्यावधिकहरूमा पहुँच छैन। यद्यपि, धेरै कम्पनीहरूले ठोस-राज्य ब्याट्रीहरू विकास गर्ने काम गरिरहेका छन्, र केहीले २०२५ वा पछि तिनीहरूलाई सुरु गर्ने योजना बनाएको घोषणा गरेका छन्। यद्यपि, यो ध्यान दिनु महत्त्वपूर्ण छ कि ठोस-राज्य ब्याट्रीहरूको उपलब्धताको लागि समयरेखा विभिन्न कारकहरू, जस्तै प्राविधिक चुनौतीहरू र नियामक स्वीकृतिमा निर्भर हुन सक्छ।
पोस्ट समय: जुन-०३-२०२३