ईभीमा सोलिड स्टेट ब्याट्री: १० मिनेटमै फुलचार्ज, १२ सय किमीको रेञ्ज
काठमाडौं । विद्युतीय गाडीको प्रयोग र यसको लोकप्रियता बढ्दै जाँदा यसले दीर्घकालीन रुपमा वातावरणमाथि कस्तो असर गर्छ भन्ने कुरामा पनि ध्यानाकर्षण बढ्दै गएको छ । मुख्यतः पछिल्लो समयमा सर्वसुलभ बनेको लिथियम आयन ब्याट्री र त्यसको निर्माणदेखि भविष्यमा त्यसको व्यवस्थापनमा हुने समस्या अहिले विद्युतीय गाडीको क्षेत्रमा बढ्दै गएको छ ।
विद्युतीय गाडीमा प्रयोग हुने लिथियम आयन ब्याट्रीमा हुने आगलागीको समस्यादेखि यसले दिने सीमित रेन्जजस्ता समस्याहरु पनि छन् । सँगै वातावरणीय रुपमा पनि यसलाई दिगो मानिएको छैन । अहिले अधिकांश विद्युतीय गाडीमा आगलागी भइहालेमा त्यसमा प्रयोग भइरहेका लिथियम आइन ब्याट्रीका कारण त्यो आगो निभाउन निक्कै कठिन हुन्छ ।
लिथियम आयन ब्याट्रीको दिगोपन र दीर्घकालीनतामाथि प्रश्न उठिरहँदा यसको विकल्पका रुपमा सोलिड स्टेट ब्याट्री अघि आएको छ । मुख्यतः टोयटा कम्पनीले अहिले विद्युतीय गाडीहरुले लिथियम आयन ब्याट्रीका कारण भइरहेको समस्या र जोखिमको समाधान खोजेको देखिन्छ । टोयटाले केही वर्षमा नै विश्वभरमा सोलिड स्टेट ब्याट्रीबाट चल्ने विद्युतीय गाडीहरु उपलब्ध गराउने बताएको छ ।
भारतमा भइरहेको लगानी सम्मेलन भाइब्रेड गुजरात समिट २०२४ मा गत बिहीबार जापानी गाडी निर्माता कम्पनी टोयटा मोटर्सले केही वर्षमा नै विश्वभरमा आफूहरुले सोलिड स्टेट ब्याट्रीबाट चल्ने विद्युतीय गाडीहरु उपलब्ध गराउने बताएको छ ।
सोलिड स्टेट ब्याट्रीको क्षेत्रमा सबैभन्दा अगाडि टोयटा नै छ । गत जुनमा टोयटाले सोलिड स्टेट ब्याट्रीको बारेमा आफूहरुले काम गरिरहेको सार्वजनिक रुपमा खुलाएको थियो । जुन विल्कुल नयाँ प्रविधि हो र विद्युतीय गाडीलाई अर्को उचाइँमा पुर्याउने सामथ्र्य यसले राखेको छ । सोलिड स्टेट ब्याट्रीले अहिले लिथियम आयन ब्याट्रीको प्रयोग गर्दा भइरहेका समस्याहरु र जोखिमलाई कम गर्ने मात्रै नभएर विद्युतीय गाडीलाई थप वातावरणमैत्री बनाउन पनि सहयोग गर्छ ।
टोयटाले गत जुनमा आफूले यहि नयाँ पुस्ताको ब्याट्रीको विकासका लागि काम गरिरहेको सार्वजनिक गरेको थियो । यसका लागि टोयटाले आफ्ना कारखानाहरुको रिडिजाइन पनि गरिरहेको छ ।
सन् २०२६ सम्ममा यी ब्याट्रीहरुको उत्पादन गर्ने र सन् २०२७-२०२८ सम्ममा ब्याट्रीलाई उत्पादन गरि बजारमा बिक्रीका लागि तयार गर्ने टोयटाले जनाएको छ ।
के हो सोलिड स्टेट ब्याट्री ?
विद्युतीय गाडीमा अहिले प्रयोग भइरहेका लिथियम आयन ब्याट्रीको विकल्प र विद्युतीय गाडीको भविष्यका रुपमा सोलिड स्टेट ब्याट्री नै रहेको बताइन्छ । र यो सबैको सुरुवात टोयटाले गत जुनमा गरेको घोषणा सँगै भएको थियो । टोयटाले यो ब्याट्रीलाई ‘गेम चेन्जर’का रुपमा प्रचार गरिरहेको छ । यसलाई १० मिनेटमा नै पूर्ण चार्ज गर्न सकिने र १२ सय किलोमिटरको रेन्ज दिने टोयटाले जनाएको छ ।
अहिले अधिकांश विद्युतीय उपकरण, चाहे त्यो मोबाइल फोन होस् वा ल्यापटप, यसमा लिथियम आयोन ब्याट्रीको प्रयोग भएको हुन्छ । विद्युतीय गाडीमा पनि सोही किसिमको लिथियम आयन ब्याट्रीकै प्रयोग गरिन्छ । यी ब्याट्रीहरुमा लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट हुन्छन् ।
लिक्विड इलेक्ट्रोलाइटले ब्याट्रीभित्र रहेका लिथियम आयनलाई एनोड र क्याथोडबीच यात्रा गर्न र एनोड तथा क्याथोडको सतहलाई स्टेबल बनाएर ब्याट्रीको आयुदेखि यसको परफरमेन्सलाई सुधार्ने गर्छ । लिथियम आयन ब्याट्रीमा प्रायः ग्राफाइटको इलेक्ट्रोड हुन्छ र इलेक्ट्रोलाइटका रुपमा लिथियम सल्टसँगै अन्य सल्भेन्टहरुको प्रयोग भएको हुन्छ ।
सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा लिक्विड (तरल) इलेक्ट्रोलाइटको सट्टा सोलिड वा ठोस इलेक्ट्रोलाइडलाई प्रयोग गरिन्छ । यसमा लिथियम आयोन ब्याट्रीमा प्रयोग भएको लिथियमलाई प्रतिस्थापन गरि अन्य किसिमका वस्तुको प्रयोग हुन्छ, जसमा सेरामिक्स र सल्फाइडहरुको प्रयोग गरिएको हुन्छ ।
लिथियम आयोन ब्याट्रीमा प्रयोग हुने तरल इलेक्ट्रोलाइटलाई प्रतिस्थापन गर्नुपर्ने मुख्य कारण भनेको प्रकृतिमा लिथियमको सीमितताहुनु र वातावरणमा यसले पुर्याउने असर हो । प्रकृतिमा लिथियमको सीमितताले गर्दा जैविक इन्धनबाट प्रतिस्थापन हुन खोजिरहेको उर्जा क्षेत्र पुनः प्रकृतिलाई नै असर पुर्याउने उर्जातर्फ उन्मुख हुन्छ । यसले नविकरणीय उर्जालाई बचत गर्नमा पनि सीमितता सिर्जना गर्छ ।
अहिले विश्वभरमा लिथियम आयन ब्याट्री भएका ईभीको प्रयोग बढे पनि ब्याट्रीको आयु सकिएपछि यसको व्यवस्थापन गर्न कुनै योजना छैन । विश्वभरनै यस्ता ब्याट्रीले समस्या सिर्जना गर्ने भन्दै चिन्ता प्रकट भइरहेको छ ।
नेपालमा पनि ईभी भित्रएसँगै यसमा प्रयोग हुने लिथियम आयान ब्याट्रीको व्यवस्थापनमा कुनै पक्षले चासो दिएको छैन । सर्वोच्च अदालतले गत वैशाखमा तीन महिनाभित्रमा विद्युतीय सवारी साधनको ब्याट्रीको व्यवस्थापनको अध्ययन गर्न समिति बनाउन आदेश दिए पनि लामो समयसम्म समिति बन्न सकेको छैन ।
ब्याट्रीहरु नेपालका लागि भविष्यमा चुनौतीको विषय हुन सक्ने भएकाले यसको व्यवस्थापनको विषयमा अध्ययन गर्न समिति बनाउन आदेश दिइएको हो ।
भन्सार विभागको तथ्यांककाअनुसार नेपालमा आर्थिक वर्ष २०७४/७५ देखि आव २०७९/८० सम्ममा १६ हजार ६६५ वटा विद्युतीय गाडीहरु भित्रिएका छन् । तर, यी गाडीमा प्रयोग भएका ब्याट्रीहरुको आयु सकिएपछि के गर्ने भन्ने विषयमा भने सरकारसँग स्पष्ट नीति छैन । जसका कारण भविष्यमा नेपाल विद्युतीय गाडीमा प्रयोग भएका ब्याट्रीहरुको डम्पिङ साइट हुने खतरा छ ।
यहि समस्यालाई सोलिड स्टेट ब्याट्रीले समाधान गर्छ । सोलिड स्टेट ब्याट्रीले वातावरणलाई लिथियम आयन ब्याट्रीको तुलनामा कम क्षति पुर्याउने र उर्जाको बचत पनि लिथियम आयनको तुलनामा बढी हुने गर्छ ।
प्राविधिक रुपमा पनि लिथियम आयन ब्याट्रीका विभिन्न फाइदाहरु छन् । आर्थिकदेखि ब्याट्रीको लजिस्टिक पाटोमा पनि यसमा अरु पक्षहरु सुधारिएका हुन्छन् । ब्याट्रीबाट लिक्विड इलेक्ट्रोलाइटलाई हटाउना साथै यसमा आगलागी हुने जोखिम निकै कम हुन्छ । तर, लिथियम आयन ब्याट्री भएका गाडीहरुमा आगलागी भएमा त्यसलाई निभाउन नसक्ने अवस्था हुन्छ । केही साताअघि नेपालमा एमजी जेडएस विद्युतीय गाडीमा आगलागी भएको थियो ।
परम्परागत लिथियम आयन ब्याट्री चार्ज गर्दा ८० प्रतिशत चार्ज छिट्टै हुने भए पनि शतप्रतिशत चार्ज हुनका लागि भने बढी समय लाग्छ । तर, सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा चाज पूर्ण रुपमा एउटै गतिमा र छिटो हुने गर्छ ।
सोलिड स्टेट ब्याट्रीका सकारात्मक पक्षहरुमध्येको प्रमुख पक्ष भनेको यी ब्याट्रीहरु लिथियम आयन ब्याट्रीको तुलनामा सानो र हलुका हुने ठाउँ छ । यसले विद्युतीय गाडीलाई पनि हलुका बनाउने र यात्राका लागि धेरै रेन्ज दिने एक साथ हुन्छ । उर्जाको आयतन बृहत हुँदा र तौल कम हुँदा सोलिड स्टेट ब्याट्रीलाई भविष्यमा विद्युतीय हवाई जहाज बनाउन सक्ने प्रविधिका रुपमा लिइएको छ ।
सोलिड स्टेट ब्याट्रीको आयु अन्य किसिमको ब्यार्टीको तुलनामा धेरै हुन्छ । चाइनिज एकेडेमी अफ साइन्सले सोलिड स्टेट लिथियम सल्फर ब्याट्रीलाई १४ सय पटक चार्ज गरेर देखाएको थियो । नासाले पनि सल्फर र सेलेनियमको प्रयोग गरि सोलिड स्टेट ब्याट्री बनाएको छ । उक्त ब्याट्रीले ४० प्रतिशतसम्म तौल घटाउने र उर्जा क्षमतालाई तीन गुणा बढाउने पाइएको थियो ।
तर, व्यवसायीक रुपमा भने यसको प्रयोग हुन सकेको छैन । दैनिक प्रयोजनका सामानहरुमा सोलिड स्टेट ब्याट्रीलाई प्रयोगमा ल्याउने गरि यसको विकास अहिलेसम्म गर्न सकिएको छैन ।
सोलिड स्टेट ब्यार्टीको विकास कहाँ पुग्यो ?
उर्जाको क्षेत्रमा सोलिड स्टेट ब्याट्री नयाँ होइन । पहिलो पटक सोलिड इलेक्ट्रोलाइटको निर्माण सन् १८०० मा भएको थियो । वैज्ञानिक माइकल फाराडेले यसको निर्माण गरेका थिए ।
अहिले यसको प्रयोग चिकिसकीय क्षेत्रमा भइरहेको छ । निर्माण र यस पछाडिको विज्ञानको खोजी धेरै पहिले भए पनि यसको निर्माण सस्तोमा हुन सक्ने पक्षबारे धेरै जानकारी नै छैन । उक्त पाटो मायावी रुपमा रहेको छ । जसकारण अहिलेसम्म सोलिड स्टेट ब्याट्रीलाई व्यवसायीक प्रयोजनमा ल्याउन सकिएको छैन ।
तर, अब भने त्यसतर्फ भएका अनुसन्धान र विकासका परिणामहरु देखिन थालेका छन् । सोलिड स्टेट ब्याट्रीबाट प्रमुख फाइदा निकाल्ने होडबाजी गाडी निर्माता कम्पनीहरुबीच चलेको छ । टोयटाले गत वर्ष जुनमा सोही अनुसारको घोषणा गरेको थियो ।
अटो मोबाइल क्षेत्रमा हाइड्रोजनको प्रयोग गरि बैकल्पिक इन्धनको रुपमा उपयोग गर्न विश्व लागिरहेको छ । कतिपय देशमा यसको सुरुवात भएको छ भने कतिपयमा यसको अध्ययन भइरहेको छ । सोलिड स्टेट ब्याट्रीको हकमा भने विश्वभरका ठूला अटो मोबाइल कम्पनीहरुले विकास र अनुसन्धानमा लगानी गरिरहेका छन् ।
बिएमडब्ल्यु र फोर्डले सोलिड पावर नामको कम्पनीमा लगानी गरेका छन्, जसले सन् २०२८ सम्ममा वर्षेनी ८ लाख गाडीहरु उत्पादन गर्न सक्ने गरि सोलिड स्टेट ब्याट्रीको उत्पादनमा काम गरिरहेको बताएको छ । त्यस्तै, मर्सिडिज बेन्जले फ्याक्टोरियल इनर्जी नामक कम्पनीमा लगानी गरेको छ ।
गत वर्ष जुनमा सोलिड स्टेट ब्याट्रीबारे टोयटाको घोषणा पनि जापानी पेट्रोलियम कम्पनी इडेमित्सु कोसानसँग टोयटाको सम्झौता पछि आएको थियो । उक्त घोषणाअनुसार यी दुई कम्पनीहरुले सल्फाइड सोलिड इलेक्ट्रोलाइट निर्माणमा काम गरिरहेका छन् ।
भारतका लागि टोयटाका प्रमुख बिक्रम गुलाटीले गुजरात भाइब्रेट समिटमा बोल्दै भनेका छन्, ‘हामी सोलिड स्टेट ब्याट्रीसहितका विद्युतीय गाडीहरु अबको केही वर्षमा नै बजारमा ल्याउनेछौं । यी गाडीहरु १० मिनेटमा पूर्णरुपमा चार्ज हुने र १२ सय किमिको रेन्ज दिने हुनेछन् । यसमा ब्याट्रीको आयु पनि धेरै राम्रो हुनेछ ।’
सोलिड स्टेट ब्याट्रीको क्षेत्रमा काम गरिरहेका विभिन्न कार कम्पनीहरुमध्ये सबैभन्दा अगाडि भने टोयटा नै छ । सल्फाइड सोलिड इलेक्ट्रोलाइटको प्रयोग गरेर ब्याट्री उत्पादनका लागि अहिले काम गरिरहेको टोयटाले यसका लागि सन् २०२३ को नोमेम्बरसम्ममा नै ८ हजार २७४ प्याटेन्टहरु दर्ता गरिसकेको छ । त्यस्तै, एलजीले ५ हजार ५३९ प्याटेन्ट दर्ता गरेर काम गरिरहेको छ । यी बाहेक ह्युन्डाई, किया र हन्डाले पनि यो क्षेत्रमा काम गरिरहेका छन् ।
*यसअघि भुलबश ब्याट्रीकाे क्षमता १२ हजार किमि हुन गएकाेमा सम्पादन गरिएकाे छ-सम्पादक
युवराज भट्टराई
