लिथियम-आयन बैटरी आज सर्वव्यापी हैं - इलेक्ट्रिक कारों से लेकर स्मार्टफोन तक। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि वे आवेदन के सभी क्षेत्रों के लिए सबसे अच्छा समाधान हैं। टीयू वीन अब ऑक्सीजन-आयन बैटरी विकसित करने में सफल रही है जिसके कुछ महत्वपूर्ण फायदे हैं। यद्यपि यह लिथियम-आयन बैटरी के रूप में उच्च ऊर्जा घनत्व की अनुमति नहीं देता है, इसकी भंडारण क्षमता समय के साथ अपरिवर्तनीय रूप से कम नहीं होती है: इसे पुन: उत्पन्न किया जा सकता है और इस प्रकार यह बहुत लंबी सेवा जीवन को सक्षम कर सकता है।
इसके अलावा, ऑक्सीजन-आयन बैटरी दुर्लभ तत्वों के बिना उत्पादित की जा सकती हैं और गैर-दहनशील सामग्रियों से बनी होती हैं। नए बैटरी विचार के लिए एक पेटेंट आवेदन पहले ही स्पेन के सहयोग भागीदारों के साथ दायर किया जा चुका है। ऑक्सीजन-आयन बैटरी बड़ी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए एक उत्कृष्ट समाधान हो सकती है, उदाहरण के लिए नवीकरणीय स्रोतों से विद्युत ऊर्जा का भंडारण करना।
एक नए समाधान के रूप में सिरेमिक सामग्री
टीयू वियन में इंस्टीट्यूट फॉर केमिकल टेक्नोलॉजीज एंड एनालिटिक्स के अलेक्जेंडर श्मिड कहते हैं, "हमारे पास सिरेमिक सामग्रियों के साथ बहुत अनुभव है जो कि कुछ समय के लिए ईंधन कोशिकाओं के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।" "इससे हमें यह जांचने का विचार मिला कि क्या ऐसी सामग्री बैटरी बनाने के लिए भी उपयुक्त हो सकती है।"
टीयू वियन टीम ने जिन सिरेमिक सामग्रियों का अध्ययन किया है, वे नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए ऑक्सीजन आयनों को अवशोषित और छोड़ सकते हैं। जब एक विद्युत वोल्टेज लागू किया जाता है, तो ऑक्सीजन आयन एक सिरेमिक सामग्री से दूसरे में चले जाते हैं, जिसके बाद उन्हें फिर से माइग्रेट करने के लिए बनाया जा सकता है, इस प्रकार विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।
"बुनियादी सिद्धांत वास्तव में लिथियम-आयन बैटरी के समान है," प्रोफेसर जुरगेन फ्लेग कहते हैं। "लेकिन हमारी सामग्री के कुछ महत्वपूर्ण फायदे हैं।" मिट्टी के पात्र ज्वलनशील नहीं होते -- इसलिए लीथियम-आयन बैटरी से बार-बार होने वाली अग्नि दुर्घटनाओं को व्यावहारिक रूप से खारिज कर दिया जाता है। इसके अलावा, दुर्लभ तत्वों की कोई आवश्यकता नहीं है, जो महंगे हैं या केवल पर्यावरण की दृष्टि से हानिकारक तरीके से निकाले जा सकते हैं।
टोबीस ह्यूबर कहते हैं, "इस संबंध में, सिरेमिक सामग्री का उपयोग एक बड़ा फायदा है क्योंकि उन्हें बहुत अच्छी तरह से अनुकूलित किया जा सकता है।" "आप कुछ ऐसे तत्वों को बदल सकते हैं जिन्हें अपेक्षाकृत आसानी से दूसरों के साथ प्राप्त करना मुश्किल है।" बैटरी का प्रोटोटाइप अभी भी लेण्टेनियुम का उपयोग करता है - एक ऐसा तत्व जो बिल्कुल दुर्लभ नहीं है लेकिन पूरी तरह से सामान्य भी नहीं है। लेकिन यहां तक कि लेण्टेनियुम को भी कुछ सस्ता द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना है, और इस पर शोध पहले से ही चल रहा है। कई बैटरियों में इस्तेमाल होने वाले कोबाल्ट या निकल का इस्तेमाल बिल्कुल नहीं होता है।
उच्च जीवन काल
लेकिन शायद नई बैटरी तकनीक का सबसे महत्वपूर्ण लाभ इसकी संभावित दीर्घायु है: "कई बैटरियों में, आपको समस्या है कि किसी बिंदु पर चार्ज वाहक आगे नहीं बढ़ सकते हैं," अलेक्जेंडर श्मिड कहते हैं। "तब उनका उपयोग बिजली पैदा करने के लिए नहीं किया जा सकता है, बैटरी की क्षमता कम हो जाती है। कई चार्जिंग चक्रों के बाद, यह एक गंभीर समस्या बन सकती है।"
हालाँकि, ऑक्सीजन-आयन बैटरी को बिना किसी समस्या के पुनर्जीवित किया जा सकता है: यदि साइड रिएक्शन के कारण ऑक्सीजन खो जाती है, तो नुकसान की भरपाई परिवेशी वायु से ऑक्सीजन द्वारा की जा सकती है।
नई बैटरी अवधारणा स्मार्टफोन या इलेक्ट्रिक कारों के लिए अभिप्रेत नहीं है, क्योंकि ऑक्सीजन-आयन बैटरी केवल लिथियम-आयन बैटरी से उपयोग की जाने वाली ऊर्जा घनत्व का लगभग एक तिहाई प्राप्त करती है और 200 और 400 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान पर चलती है। हालाँकि, ऊर्जा भंडारण के लिए तकनीक बेहद दिलचस्प है।
"यदि आपको सौर या पवन ऊर्जा को अस्थायी रूप से संग्रहीत करने के लिए एक बड़ी ऊर्जा भंडारण इकाई की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन-आयन बैटरी एक उत्कृष्ट समाधान हो सकती है," अलेक्जेंडर श्मिड कहते हैं। "यदि आप ऊर्जा भंडारण मॉड्यूल से भरी एक पूरी इमारत का निर्माण करते हैं, तो कम ऊर्जा घनत्व और बढ़ा हुआ ऑपरेटिंग तापमान निर्णायक भूमिका नहीं निभाते हैं। लेकिन हमारी बैटरी की ताकत वहां विशेष रूप से महत्वपूर्ण होगी: लंबी सेवा जीवन, बड़े उत्पादन की संभावना दुर्लभ तत्वों के बिना इन सामग्रियों की मात्रा, और तथ्य यह है कि इन बैटरियों के साथ आग का कोई खतरा नहीं है।"
(स्रोत : Vienna University of Technology, sciencedaily.com)
