तीन प्रतिस्थापन तकनीकों के बारे में और जानें

डॉ झांग ने निम्नलिखित तीन थर्मल बैटरी प्रौद्योगिकियों का वर्णन किया, जिनमें से अधिकांश अभी भी प्रयोगशाला में हैं। यद्यपि वाणिज्यिक उत्पादन के लिए अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, हम मानते हैं कि मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के तेजी से विकास से बैटरी की लागत में वृद्धि होगी, जो निस्संदेह तकनीकी और वाणिज्यिक व्यवधान में तेजी लाएगी।

मोबाइल फोन, टैबलेट और पहनने योग्य उपकरण सभी फलफूल रहे हैं, लेकिन बैटरी उनकी बाधाओं में से एक है। ज्यादातर नए स्मार्टफोन यूजर्स बैटरी लाइफ से निराश हैं। पहले वे 4 से 7 दिनों तक अपने मोबाइल फोन का इस्तेमाल करते थे, लेकिन अब उन्हें हर दिन चार्ज करना पड़ता है।

लिथियम बैटरी सबसे मुख्यधारा हैं, जो प्रायोजकों और उद्योग के अंदरूनी सूत्रों द्वारा पसंद की जाती हैं, लेकिन लंबे समय में, वे अपनी ऊर्जा घनत्व को दोगुना करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकते हैं। स्मार्ट फोन में लोग ज्यादा समय ऑनलाइन बिताते हैं, तेज और सपोर्ट चिप्स भी तेज होने चाहिए। साथ ही, सभी ऊर्जा-बचत उपायों में सुधार के बावजूद, स्क्रीन बड़ी हो रही हैं और ऊर्जा लागत बढ़ रही है। चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के एक अंतरराष्ट्रीय बैटरी विशेषज्ञ डॉ. झांग यूगांग ने कहा कि स्मार्टफोन के लिए एक हफ्ते की रिचार्जेबल बैटरी पर्याप्त नहीं हो सकती है।

बैटरी की गुणवत्ता को मापने के लिए ऊर्जा घनत्व मुख्य संकेतकों में से एक है, और इसकी रणनीति लाइटर और छोटी बैटरी में अधिक से अधिक ऊर्जा संग्रहीत करना है। उदाहरण के लिए, वजन और आयतन के आधार पर परिकलित BYD की लिथियम बैटरी, वर्तमान में क्रमशः 100-125 वाट-घंटे/किलोग्राम और 240-300 वाट-घंटे/लीटर की खपत करती है। टेस्ला मॉडल एस इलेक्ट्रिक कार में प्रयुक्त पैनासोनिक लैपटॉप की बैटरी का ऊर्जा घनत्व 170 वाट-घंटे प्रति किलोग्राम है। हमारी पिछली रिपोर्ट में, अमेरिकी कंपनी एनवेट ने लिथियम बैटरी की ऊर्जा घनत्व को 30% से अधिक बढ़ाने के लिए कैथोड डेटा में सुधार किया था।

बैटरी की ऊर्जा घनत्व को तेजी से बढ़ाने के लिए, आपको अगली पीढ़ी की बैटरी तकनीक पर भरोसा करना चाहिए। झांग यूगांग ने हमें निम्नलिखित तीन थर्मल बैटरी प्रौद्योगिकियों से परिचित कराया, जिनमें से अधिकांश अभी भी प्रयोगशाला में हैं। यद्यपि वाणिज्यिक उत्पादन के लिए अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, हम मानते हैं कि मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के तेजी से विकास से बैटरी की लागत में वृद्धि होगी, जो निश्चित रूप से प्रौद्योगिकी और व्यापार के विघटन में तेजी लाएगी।

लिथियम सल्फर बैटरी

लिथियम-सल्फर बैटरी एक लिथियम बैटरी है जिसमें सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में सल्फर और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में धातु लिथियम होता है। इसका सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व लिथियम बैटरी की तुलना में लगभग 5 गुना है, और यह अभी भी विकास के प्रारंभिक चरण में है।

वर्तमान में, लिथियम-सल्फर बैटरी लिथियम बैटरी की एक आशाजनक नई पीढ़ी है, जिसने प्रयोगशाला अनुसंधान और विभिन्न प्रारंभिक निधियों के क्षेत्र में प्रवेश किया है, और अच्छी व्यावसायिक संभावनाएं हैं।

हालांकि, लिथियम-सल्फर बैटरी को कुछ तकनीकी चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है, विशेष रूप से बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड डेटा के रासायनिक गुण और लिथियम धातु की अस्थिरता, जो बैटरी सुरक्षा का एक प्रमुख परीक्षण है। इसके अलावा, स्थिरता, सूत्र और प्रौद्योगिकी जैसे कई पहलुओं को अज्ञात चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है।

वर्तमान में, यूके और यूएस में, एक से अधिक संगठन लिथियम-सल्फर बैटरी का अध्ययन कर रहे हैं, और कुछ कंपनियों ने कहा है कि वे इस साल ऐसी बैटरी लॉन्च करेंगी। अपनी बर्कले प्रयोगशाला में, वह लिथियम-सल्फर बैटरी का भी अध्ययन कर रहे हैं। अधिक मांग वाले परीक्षण वातावरण में, 3,000 से अधिक चक्रों के बाद, संतोषजनक परिणाम प्राप्त हुए हैं।

लिथियम एयर बैटरी

लिथियम-एयर बैटरी एक बैटरी है जिसमें लिथियम सकारात्मक इलेक्ट्रोड है और हवा में ऑक्सीजन नकारात्मक इलेक्ट्रोड है। लिथियम एनोड का सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व लिथियम बैटरी की तुलना में लगभग 10 गुना है, क्योंकि सकारात्मक इलेक्ट्रोड धातु लिथियम बहुत हल्का है, और सक्रिय सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री ऑक्सीजन प्राकृतिक वातावरण में मौजूद है और बैटरी में संग्रहीत नहीं है।

ली-एयर बैटरी अधिक तकनीकी चुनौतियों का सामना कर रही हैं। धातु लिथियम के सुरक्षित संरक्षण के अलावा, ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया द्वारा गठित लिथियम ऑक्साइड बहुत स्थिर है, और केवल उत्प्रेरक की मदद से प्रतिक्रिया को पूरा और कम किया जा सकता है। इसके अलावा, बैटरी साइकिल की समस्या का समाधान नहीं किया गया है।

लिथियम-सल्फर बैटरी की तुलना में, लिथियम-एयर बैटरी पर शोध अभी भी प्रारंभिक चरण में है, और किसी भी कंपनी ने उन्हें व्यावसायिक विकास में नहीं डाला है।

मैग्नीशियम बैटरी

मैग्नीशियम बैटरी एक प्राथमिक बैटरी है जिसमें मैग्नीशियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में और एक निश्चित धातु या गैर-धातु ऑक्साइड सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में होता है। लिथियम बैटरी की तुलना में, मैग्नीशियम आयन बैटरी में बेहतर स्थिरता और लंबी सेवा जीवन होता है। चूंकि मैग्नीशियम एक द्विसंयोजक तत्व है, इसलिए इसकी गुणवत्ता अधिक होती है