अमेरिकी ऊर्जा विभाग नई तकनीकों में लाखों अनुसंधान एवं विकास डॉलर लगा रहा है, जो ईवी बैटरी को तेजी से और लंबे समय तक चार्ज कर रहे हैं, साथ ही सुरक्षा में भी सुधार कर रहे हैं। नवीनतम विकास में, ऊर्जा विभाग के वैज्ञानिक एक महत्वपूर्ण घटक पर शून्य कर रहे हैं जो आज की लिथियम-आयन ईवी बैटरी की ऊर्जा घनत्व को दोगुना कर सकता है।
नई सफलता ऊर्जा विभाग के बैटरी 500 कंसोर्टियम की छत्रछाया में आती है, जो ऊर्जा विभाग के पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी द्वारा संचालित ओबामा-युग, सार्वजनिक-निजी ऊर्जा भंडारण पहल है।
कंसोर्टियम को 2016 में $50 मिलियन, पांच साल के मिशन के साथ प्रदर्शन में सुधार करने और ईवी बैटरी की लागत को कम करने के लिए लॉन्च किया गया था, जो 2012 में $500 प्रति किलोवाट-घंटे से ऊपर था। प्राथमिक फोकस लिथियम-मेटल तकनीक है, जिसमें लिथियम की जगह ली जाती है। ग्रेफाइट जो आमतौर पर ईवी बैटरी को इंजीनियर करने के लिए उपयोग किया जाता है। लिथियम-मेटल बैटरी पारंपरिक तरल सूत्र के बजाय एक ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट भी तैनात करती हैं।
“बैटरी 500 कंसोर्टियम का लक्ष्य 1,000 इलेक्ट्रिक वाहन चक्रों को प्राप्त करते हुए आज की बैटरी तकनीक के सापेक्ष विशिष्ट ऊर्जा (500 WH/kg) को तिगुना करना है। इसका परिणाम काफी छोटा, हल्का वजन, कम खर्चीला बैटरी पैक ($100/kWh से कम) और अधिक किफायती ईवी होगा, ”व्हाइट हाउस ने समझाया।
लिथियम एनोड्स उच्च घनत्व का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन चुनौती दीर्घायु है। 2021 तक, कंसोर्टियम ने 600 चक्रों का प्रदर्शन किया था, जो एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर था लेकिन लक्ष्य से बहुत कम था।
पीएनएनएल के साथ, मूल कंसोर्टियम में ब्रुकहेवन और इडाहो राष्ट्रीय प्रयोगशालाएं, एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला, और आईबीएम और टेस्ला (उस समय टेस्ला मोटर्स नाम) के साथ न्यूयॉर्क, कैलिफोर्निया और टेक्सास में विश्वविद्यालय शामिल थे।
पहले चरण के लिए इतना ही। पिछले दिसंबर में, Battery500 कंसोर्टियम को पांच साल की अवधि के लिए $15 मिलियन प्रति वर्ष पर फिर से बढ़ाया गया था। चरण I से ऊर्जा विभाग की प्रयोगशालाएँ और अकादमिक साझेदार चरण 2 में जारी हैं, लेकिन आईबीएम और टेस्ला को जनरल मोटर्स (उस पर एक सेकंड में अधिक) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। टेक्सास, पेन्सिलवेनिया और मैरीलैंड में अतिरिक्त विश्वविद्यालय भी इसमें शामिल हो रहे हैं।
“चरण 2 हमें पिछले पांच वर्षों की सफलता पर निर्माण करने और अगली पीढ़ी की बैटरी विकसित करने के लिए आवश्यक नेतृत्व प्रदान करने की अनुमति देगा, जिससे उत्तर अमेरिकी बैटरी निर्माण और इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग को बढ़ावा मिलेगा,” एम। स्टेनली व्हिटिंगम ने कहा, जो न्यूयॉर्क राज्य के बिंघमटन विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के विशिष्ट प्रोफेसर हैं। प्रोफेसर व्हिटिंगम को लिथियम-आयन बैटरी पर उनके काम के लिए 2019 में नोबेल पुरस्कार मिला।
दूसरे चरण में, बैटरी500 कंसोर्टियम लिथियम-मेटल ईवी बैटरी को 500 Wh/kg तक के विशिष्ट ऊर्जा लक्ष्य तक बनाने का लक्ष्य रखता है, जबकि लागत को $100 प्रति किलोवाट-घंटे से कम करता है।
नवीनतम विकास ब्रुकहेवन लैब के नेतृत्व में नए शोध से संबंधित है, जहां एक टीम इंटरपेज़ का अध्ययन कर रही है। इंटरपेज़ एक “स्क्विशी” परत है जो प्रत्येक चार्जिंग चक्र के साथ एनोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच बढ़ती है। इसे “लिथियम धातु बैटरी को स्थिर करने की कुंजी” माना जाता है।
“इंटरपेज़ पूरी बैटरी की चक्रीयता को प्रभावित करता है। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण, लेकिन मायावी प्रणाली है, “ब्रूकहेवन केमिस्ट एनयुआन हू ने कहा, जिन्होंने शोध दल का नेतृत्व किया। “कई तकनीकें इस छोटे, संवेदनशील नमूने को नुकसान पहुंचा सकती हैं, जिसमें क्रिस्टलीय और अनाकार चरण भी होते हैं।”
पिछले अध्ययनों ने इंटरपेज़ के रहस्यों को अलग करने के लिए क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और अन्य परिष्कृत उपकरणों को तैनात किया, लेकिन ज्ञान अंतराल अभी भी बना हुआ है। उन्हें भरने के लिए, ब्रुकहेवन टीम लैब के नेशनल सिंक्रोट्रॉन लाइट सोर्स II से अल्ट्राब्राइट एक्स-रे के साथ नमूने पर बमबारी कर रही है। हालांकि तीव्र, किरणें शोधकर्ताओं को नमूने के दोनों चरणों को बिना नुकसान पहुंचाए देखने में सक्षम बनाती हैं।
जहां तक इलेक्ट्रिक वाहनों में सेना की रुचि की बात है, तो पिछले कुछ वर्षों में इसकी गति धीमी रही है, लेकिन हाल के महीनों में गतिविधि में तेजी आई है। सैन्य ठेकेदार ओशकोश इलेक्ट्रिक ड्राइव पर स्विच को बढ़ावा देने वालों में से है, और इस साल की शुरुआत में जीएम की जीएम रक्षा शाखा ने घोषणा की कि वह प्रदर्शन और विश्लेषण के लिए सेना को अपने सभी इलेक्ट्रिक जीएमसी हमर प्रदान कर रही है।
(स्रोत : clean technica)
