बैटरी तकनीक में तेज़ी से प्रगति हो रही है क्योंकि शोधकर्ता संधारणीय ऊर्जा भंडारण के अगले युग की खोज करने का प्रयास कर रहे हैं। आदर्श बैटरी में लंबा जीवनकाल, उल्लेखनीय ऊर्जा क्षमता और सुव्यवस्थित उत्पादन प्रक्रिया होनी चाहिए। इसे ध्यान में रखते हुए, वे सोडियम-आयन बैटरी विकसित कर रहे हैं जो अक्षय ऊर्जा में क्रांति ला सकती हैं। वन उद्योग से नमक और बायोमास इन बैटरियों के लिए कच्चा माल है।
चालमर्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सोडियम-आयन बैटरियों का अध्ययन करने का निर्णय लिया, जो लिथियम के स्थान पर सोडियम का उपयोग करती हैं। अपने नवीनतम शोध में, उन्होंने इन बैटरियों का व्यापक जीवन चक्र मूल्यांकन किया। इस अध्ययन में कच्चे माल के निष्कर्षण से लेकर विनिर्माण के अंतिम चरणों तक, बैटरियों के समग्र पर्यावरणीय और संसाधन संबंधी प्रभावों का विश्लेषण किया गया। उन्होंने पाया कि सोडियम-आयन बैटरियों का जलवायु पर प्रभाव लिथियम-आयन बैटरियों के समान ही है, लेकिन इनमें कच्चे माल की कमी का खतरा नहीं होता।
चालमर्स विश्वविद्यालय में पर्यावरण प्रणाली विश्लेषण के एसोसिएट प्रोफेसर रिकार्ड अर्विडसन कहते हैं, “हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि खनिज संसाधनों की कमी पर प्रभाव के मामले में सोडियम-आयन बैटरी लिथियम-आयन बैटरी से कहीं बेहतर हैं, और जलवायु पर प्रभाव के मामले में उनके बराबर हैं। आप जिस भी परिदृश्य को देखें, सैद्धांतिक बिजली भंडारण क्षमता के हिसाब से इनकी कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन मात्रा 60 से लेकर 100 किलोग्राम से कुछ अधिक प्रति किलोवाट-घंटे तक होती है, जो इस प्रकार की सोडियम-आयन बैटरी के लिए पहले बताई गई मात्रा से कम है। यह स्पष्ट रूप से एक आशाजनक तकनीक है।”
इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने जलवायु पर पड़ने वाले प्रभाव को और कम करने के लिए कई संभावित रणनीतियाँ पाईं , जिनमें अधिक पर्यावरण के अनुकूल इलेक्ट्रोलाइट का विकास शामिल है, जो बैटरी के समग्र प्रभाव में महत्वपूर्ण योगदान देता है।
अध्ययन के बारे में
यह अध्ययन दो प्रकार के सोडियम-आयन बैटरी सेल के पर्यावरणीय और संसाधन संबंधी प्रभावों का विश्लेषण करता है । इसमें कच्चे माल के निष्कर्षण से लेकर सेल निर्माण तक, बैटरी के संपूर्ण जीवनचक्र पर विचार किया गया है। यह अध्ययन सेल स्तर पर 1 किलोवाट-घंटे की सैद्धांतिक विद्युत भंडारण क्षमता वाली एक कार्यात्मक इकाई पर केंद्रित है। दोनों प्रकार के बैटरी सेल मुख्य रूप से आसानी से उपलब्ध कच्चे माल पर निर्भर करते हैं।
एनोड टिकाऊ कार्बन से बना होता है , जो जैव-आधारित लिग्निन या जीवाश्म संसाधनों से प्राप्त होता है। कैथोड प्रशियन व्हाइट नामक एक विशेष मिश्रण से बना होता है , जिसमें सोडियम, लोहा, कार्बन और नाइट्रोजन शामिल होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट सोडियम लवण से बना होता है , जिसे भविष्य में व्यापक उत्पादन के लिए विशेष रूप से तैयार किया गया है। दो अलग-अलग विद्युत मिश्रणों का अध्ययन किया गया, साथ ही संसाधनों और उत्सर्जन के आवंटन के दो अलग-अलग तरीकों का भी परीक्षण किया गया।
- एक ऐसा क्षेत्र जहां पर्यावरण और संसाधन प्रभाव को सामूहिक उत्पादन के आधार पर सह-उत्पादों के बीच विभाजित किया जाता है।
- एक अन्य विधि में सोडियम-आयन बैटरी तथा उसके घटकों और सामग्रियों सहित मुख्य उत्पाद पर समस्त प्रभाव डाला जाता है।
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सोडियम-आयन बैटरी की आवश्यकता
प्रोफेसर रिकार्ड अर्विदसन ने कहा, "भविष्य की बैटरियों में हम जिन सामग्रियों का उपयोग करेंगे, वे नवीकरणीय ऊर्जा और जीवाश्म-मुक्त वाहन बेड़े की ओर बढ़ने में सक्षम होने के लिए महत्वपूर्ण होंगी।"
यूरोपीय आयोग के महत्वपूर्ण कच्चे माल अधिनियम के अनुसार , बैटरी निर्माण के लिए आवश्यक कच्चे माल की मांग में भारी वृद्धि होने की उम्मीद है। यह वृद्धि इसलिए हो रही है क्योंकि यूरोपीय देश तेजी से इलेक्ट्रिक वाहनों और नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों की ओर अग्रसर हो रहे हैं।
सोडियम-आयन बैटरियाँ जो हरित परिवर्तन की माँगों को पूरा करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा में क्रांति ला सकती हैं, उन्हें बैटरियों के स्थानीय उत्पादन में वृद्धि की आवश्यकता होगी। इससे अन्य नवीन जीवाश्म-मुक्त प्रौद्योगिकियों की मांग भी बढ़ेगी, और कच्चे माल की निरंतर आपूर्ति होगी। हालाँकि, इस उत्पादन से कच्चे माल के सीमित स्रोतों के कारण आपूर्ति में व्यवधान का एक महत्वपूर्ण जोखिम पैदा होता है।
“लिथियम-आयन बैटरियां दुनिया में एक प्रमुख तकनीक बनती जा रही हैं और जीवाश्म ईंधन आधारित तकनीकों की तुलना में ये जलवायु के लिए बेहतर हैं, खासकर परिवहन के मामले में। लेकिन लिथियम एक बड़ी बाधा है। इलेक्ट्रिक कारों के उत्पादन की दर से लिथियम-आधारित बैटरियों का उत्पादन नहीं किया जा सकता है और लंबे समय में इसके भंडार खत्म होने का खतरा है। इसके अलावा, लिथियम और कोबाल्ट जैसे आवश्यक बैटरी घटकों का निष्कर्षण मुख्य रूप से सीमित वैश्विक स्थानों पर केंद्रित है। यह एकाग्रता समग्र आपूर्ति के लिए एक बड़ा खतरा है,” प्रोफेसर रिकार्ड ने आगे कहा।
स्रोत : सोडियम-आयन बैटरी के साथ संसाधन-कुशल और जलवायु-अनुकूल
