ચીનમાં પાણી આધારિત અનોખી બેટરીની શોધ: 300 વર્ષ સુધી ઊર્જા આપશે તેવો વૈજ્ઞાનિકોનો મોટો દાવો

વૈશ્વિક સ્તરે સ્વચ્છ ઊર્જા અને લાંબા આયુષ્ય ધરાવતી સ્ટોરેજ સિસ્ટમની શોધ વચ્ચે ઊર્જા ક્ષેત્રે એક ક્રાંતિકારી સંશોધન સામે આવ્યું છે. ચીનના વૈજ્ઞાનિકોએ પાણી આધારિત એવી અદ્યતન બેટરી વિકસાવી છે જે પ્રયોગશાળાના પરીક્ષણમાં આશરે 120000 ચાર્જિંગ સાયકલ સુધી અડગ અને સ્થિર રહી શકી છે. સંશોધકોનો દાવો છે કે જો આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ પાવર ગ્રીડ સ્ટોરેજમાં કરવામાં આવે, તો તે સૈદ્ધાંતિક રીતે 300 વર્ષ સુધી કાર્યરત રહી શકે છે. આ નવી શોધ પરંપરાગત લિથિયમ-આયન બેટરીઓના સુરક્ષા જોખમો અને મર્યાદિત આયુષ્ય સામે એક આશાસ્પદ વિકલ્પ તરીકે ઊભરી આવી છે.

એક્વિયસ બેટરી શું છે અને કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?

આ ટેકનોલોજી માત્ર સાદા પાણી પર ચાલતી સામાન્ય વ્યવસ્થા નથી, પરંતુ તેને ટેકનિકલ ભાષામાં ‘Aqueous Battery’ (એક્વિયસ બેટરી) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેમાં જ્વલનશીલ કેમિકલ્સના બદલે પાણી આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ સંશોધનમાં વૈજ્ઞાનિકોએ મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમના ન્યૂટ્રલ ક્ષારો (Neutral Salts) ધરાવતો ખાસ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તૈયાર કર્યો છે, જેનું pH સ્તર 7 ની આસપાસ જાળવી રાખવામાં આવ્યું છે. આ તટસ્થ સ્તરના કારણે બેટરીના આંતરિક ઘટકોમાં કાટ લાગવાની સમસ્યા નહિવત બની જાય છે.

120000 ચાર્જિંગ સાયકલ અને 300 વર્ષનું આયુષ્ય

સામાન્ય રિચાર્જેબલ બેટરીઓ અમુક હજાર સાયકલ બાદ ક્ષમતા ગુમાવી દેતી હોય છે, જ્યારે આ બેટરીની રચનામાં નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે વિશિષ્ટ Covalent Organic Polymer (Hex TADD COP) અને પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ માટે Prussian Blue Analog નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.

લેબ પરીક્ષણ અને આયુષ્યના ગણિતની વિગતો નીચે મુજબ છે:

આ પણ વાંચો: પહેલા સમસ્યા પછી સમાધાન? બેકાબૂ AI એજન્ટ્સ પર લગામ લગાવવા Nvidia લાવ્યું નવું સેફ્ટી પ્લેટફોર્મ

પર્યાવરણીય સુરક્ષા અને આગના જોખમથી મુક્તિ

આ ટેકનોલોજીનો સૌથી મોટો સકારાત્મક પાસું તેની પર્યાવરણ-મૈત્રીપૂર્ણ પ્રકૃતિ છે. આમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ બિન-ઝેરી છે, જે ટોફુ બનાવવા માટે વપરાતા બ્રાઇન જેવા કુદરતી ખનિજો સાથે સામ્યતા ધરાવે છે. તેથી તેના નિકાલ (ડિસ્પોઝલ) વખતે પર્યાવરણને કોઈ મોટું નુકસાન થતું નથી. સૌથી અગત્યની વાત એ છે કે, લિથિયમ-આયન બેટરીઓમાં જોવા મળતી આગ લાગવાની કે વિસ્ફોટ થવાની ભીતિ આ પાણી આધારિત રચનામાં નહિવત રહે છે.

શું સ્માર્ટફોન અને પોર્ટેબલ ગેજેટ્સમાં તેનો ઉપયોગ શક્ય છે?

સ્માર્ટફોન કે લેપટોપ જેવા પોર્ટેબલ ડિવાઇસિસમાં આ બેટરીનો તાત્કાલિક ઉપયોગ થવો મુશ્કેલ છે. આ ટેકનોલોજી સામે હાલમાં સૌથી મોટો અવરોધ તેની ઓછી એનર્જી ડેન્સિટી (Energy Density) છે. પાણી આધારિત બેટરી સુરક્ષિત અને સસ્તી હોવા છતાં, ઓછા વજન અને મર્યાદિત જગ્યામાં વધુ ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાના મામલે તે લિથિયમ-આયન બેટરી જેટલી કોમ્પેક્ટ બની શકી નથી. તેથી પ્રાથમિક તબક્કે તેનો ઉપયોગ મોટા પાયાના પાવર સ્ટેશનો અને ગ્રીડ સ્ટોરેજ માટે સૌથી અનુકૂળ માનવામાં આવે છે.

ચીની સંશોધકો દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલી આ પાણી આધારિત બેટરી ભવિષ્યના ઊર્જા સંગ્રહ ક્ષેત્ર માટે એક મોટો આશાવાદ જગાવે છે. જોકે 300 વર્ષનો આંકડો પ્રયોગશાળાના ચાર્જિંગ સાયકલ પર આધારિત સૈદ્ધાંતિક અંદાજ છે, છતાં 120000 સાયકલની સહનશક્તિ અને બિન-ઝેરી માળખું આ ટેકનોલોજીને અત્યંત વિશ્વસનીય બનાવે છે. જો વૈજ્ઞાનિકો તેની એનર્જી ડેન્સિટી વધારવામાં સફળ રહેશે, તો આ શોધ વૈશ્વિક રિન્યુએબલ એનર્જી સેક્ટરમાં સુરક્ષિત અને ટકાઉ ઊર્જા સંગ્રહનું નવું ધોરણ સ્થાપિત કરશે.