सस्ती और टिकाऊ बैटरी की उम्मीद, सीओ2 से बिजली बनाने की तकनीक को मिली नई ताकत

दुनिया जब सस्ती, ज्यादा दमदार और पर्यावरण के अनुकूल बैटरियों की तलाश में है, तब ब्रिटेन की यूनिवर्सिटी ऑफ सरे के वैज्ञानिकों ने एक नई उम्मीद जगाई है। शोधकर्ताओं ने लोहे और मोलिब्डेनम से बना ऐसा कैटेलिस्ट तैयार किया है, जो भविष्य की लिथियम-सीओ2 बैटरियों को बेहतर बनाने में मदद कर सकता है। खास बात यह है कि इसके लिए प्लैटिनम, रूथेनियम और इरिडियम जैसी महंगी धातुओं पर निर्भर रहने की जरूरत नहीं होगी।

यह खोज इसलिए अहम है, क्योंकि आने वाले समय में इलेक्ट्रिक वाहनों से लेकर मोबाइल और दूसरे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों तक, हर जगह ज्यादा ऊर्जा जमा करने वाली बैटरियों की मांग बढ़ने वाली है। वैज्ञानिकों का मानना है कि लिथियम-सीओ2 बैटरियों में मौजूदा लिथियम-आयन बैटरियों से कहीं ज्यादा ऊर्जा जमा करने की सैद्धांतिक क्षमता है। हालांकि अभी यह तकनीक शुरुआती दौर में है।

क्या है इस नई खोज की खासियत?

लिथियम-सीओ2 बैटरी में कार्बन डाइऑक्साइड का इस्तेमाल रासायनिक प्रतिक्रिया के हिस्से के रूप में होता है। बैटरी को चार्ज और डिस्चार्ज करने के दौरान ये प्रतिक्रियाएं अहम भूमिका निभाती हैं। लेकिन इन्हें प्रभावी ढंग से चलाना आसान नहीं है। इसके लिए ऐसे कैटेलिस्ट की जरूरत होती है, जो रासायनिक प्रतिक्रिया की गति बढ़ा सकें।

अब तक इस दिशा में इस्तेमाल होने वाले कई प्रभावी कैटेलिस्ट महंगी और सीमित मात्रा में उपलब्ध धातुओं से बनाए जाते रहे हैं। इससे बड़े पैमाने पर उत्पादन महंगा पड़ सकता है। सरे यूनिवर्सिटी की टीम ने इसी चुनौती का हल खोजने की कोशिश की है। यह शोध जर्नल ऑफ पावर सोर्सेज में प्रकाशित किया गया है।

शोधकर्ताओं ने मोलिब्डेनम आधारित पदार्थ में लोहे को शामिल किया और फिर उसे अलग-अलग तापमान पर गर्म करके जांच की। प्रयोगों में 500 डिग्री सेल्सियस पर गर्म किया गया पदार्थ सबसे बेहतर साबित हुआ। इस प्रक्रिया से मोलिब्डेनम ऑक्साइड और आयरन फॉस्फेट का मिश्रण बना, जिसने बैटरी की रासायनिक प्रतिक्रियाओं को अधिक प्रभावी बनाने में मदद की।

क्षमता करीब चार गुना, चार्ज वापसी 93 फीसदी

प्रयोगशाला में इस नए कैटेलिस्ट ने उत्साहजनक नतीजे दिए। टीम के सबसे बेहतर कैटेलिस्ट ने बिना संशोधित मूल पदार्थ की तुलना में करीब चार गुना ज्यादा डिस्चार्ज क्षमता दिखाई। आसान भाषा में कहें तो बैटरी इससे काफी ज्यादा विद्युत आवेश बाहर निकाल सकी।

इतना ही नहीं, चार्जिंग के दौरान इसने 93 फीसदी विद्युत आवेश वापस हासिल किया। परीक्षण के दौरान बैटरी ने 92 चार्ज-डिस्चार्ज चक्र भी पूरे किए। हालांकि इन प्रयोगों में हर चक्र के दौरान निकलने वाले चार्ज की मात्रा जानबूझकर सीमित रखी गई थी। इसलिए इन नतीजों को व्यावसायिक स्तर की लंबी उम्र का प्रमाण नहीं माना जा सकता।

सरे यूनिवर्सिटी के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग से जुड़े शोधकर्ताओं के मुताबिक, पदार्थ तैयार करने के तरीके में छोटे बदलाव भी उसके प्रदर्शन पर बड़ा असर डाल सकते हैं। गर्म करने के तापमान ने कैटेलिस्ट की संरचना बदल दी और इससे बैटरी की चार्जिंग तथा डिस्चार्जिंग क्षमता प्रभावित हुई।

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए क्यों अहम?

लिथियम-सीओ2 बैटरियों की सबसे बड़ी उम्मीद उनकी ऊर्जा भंडारण क्षमता है। अगर वैज्ञानिक इस तकनीक को सफलतापूर्वक विकसित कर पाए, तो भविष्य में कम वजन में ज्यादा ऊर्जा जमा करना संभव हो सकता है। इससे इलेक्ट्रिक वाहन एक बार चार्ज करने पर ज्यादा दूरी तय कर सकेंगे। मोबाइल और दूसरे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की बैटरी लाइफ भी बेहतर हो सकती है।

शोध पत्र में सरे यूनिवर्सिटी के शोधकर्ता ने कहा कि इस शोध ने बैटरियों के विकास की एक बड़ी बाधा को दूर करने की दिशा में रास्ता दिखाया है। महंगी धातुओं के बिना भी बेहतर प्रदर्शन हासिल करने की संभावना सामने आई है।

बाजार तक पहुंचने में अभी लंबा रास्ता

हालांकि इस खोज से तुरंत बाजार में नई बैटरी आने की उम्मीद करना जल्दबाजी होगी। अभी बैटरी की लंबी उम्र, लगातार बेहतर प्रदर्शन, ऊर्जा दक्षता और बड़े पैमाने पर उत्पादन जैसी चुनौतियों का समाधान बाकी है।

शोधकर्ता अब कैटेलिस्ट की क्षमता और टिकाऊपन बढ़ाने पर काम करना चाहते हैं। साथ ही वे यह भी पता लगाएंगे कि इन पदार्थों का इस्तेमाल कार्बन डाइऑक्साइड को दूसरे उपयोगी पदार्थों में बदलने वाली तकनीकों में किया जा सकता है या नहीं।

फिलहाल यह प्रयोगशाला में मिली एक अहम कामयाबी है। लेकिन अगर आगे के परीक्षण भी सफल रहे, तो लोहे और मोलिब्डेनम से बना यह सस्ता विकल्प भविष्य की बैटरी तकनीक में महंगी धातुओं की बादशाहत को चुनौती दे सकता है।