ചായ കുടിക്കുന്ന നേരം കൊണ്ട് വണ്ടി ഫുള്‍ ചാര്‍ജ്! ഇ.വികളുടെ തലവര മാറ്റാന്‍ സള്‍ഫര്‍-ലിഥിയം ബാറ്ററിക്കാകുമോ? ശാസ്ത്രലോകം പ്രതീക്ഷയില്‍

വണ്ടിയുടെ ചാര്‍ജ് എപ്പോള്‍ തീരുമെന്ന് ആശങ്കപ്പെടാതെ ഒരു ദീര്‍ഘദൂര യാത്രക്ക് ഇറങ്ങുന്ന ഇലക്ട്രിക് വാഹന ഉടമകള്‍ കുറവായിരിക്കും. റേഞ്ച് ആങ്‌സൈറ്റി എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന ഈ ആശങ്കക്ക് പരിഹാരം കാണാനുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ ലോകത്തിന്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളില്‍ നടന്നുവരുന്നുമുണ്ട്. മിനിറ്റുകള്‍ക്കുള്ളില്‍ ചാര്‍ജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി സാങ്കേതിക വിദ്യകള്‍ പലരും വികസിപ്പിച്ചെങ്കിലും വാണിജ്യ രൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റാന്‍ ഇതുവരെയും കഴിഞ്ഞിട്ടുമില്ല. നിലവിലെ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ലിഥിയം അയണ്‍ ബാറ്ററികളുടെ സാങ്കേതികക്കുറവാണ് പ്രധാന പ്രശ്‌നം. ഈ ബാറ്ററി 20 മുതല്‍ 80 ശതമാനം വരെ ചാര്‍ജ് ചെയ്യാന്‍ കുറഞ്ഞത് അരമണിക്കൂറെങ്കിലും സമയം വേണം. അതിവേഗത്തിലുള്ള ചാര്‍ജറുകള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത് കാലക്രമേണ ബാറ്ററിയുടെ ആയുസിനെയും പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കും. മതിയായ അളവില്‍ ഫാസ്റ്റ് ചാര്‍ജറുകള്‍ ലഭ്യമല്ലെന്നതും മറ്റൊരു പ്രശ്‌നമാണ്.

പരിഹാരമുണ്ട്

അതേസമയം, ലിഥിയം-സള്‍ഫര്‍ ബാറ്ററി ഇതിനുള്ള പരിഹാരമാകുമെന്നാണ് ജര്‍മനിയിലെ കീല്‍ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി (Kiel University) നടത്തിയ പഠനത്തില്‍ പറയുന്നത്. ലിഥിയം-സള്‍ഫര്‍ ബാറ്ററികള്‍ എങ്ങനെ ചാര്‍ജിംഗ് സ്പീഡിനും റേഞ്ച് ഉത്കണ്ഠക്കും പരിഹാരമാകുമെന്ന് അഡ്വാന്‍സ്ഡ് എനര്‍ജി മെറ്റീരിയല്‍സ് എന്ന സയന്‍സ് ജേര്‍ണലില്‍ അടുത്തിടെ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനത്തില്‍ വിശദീകരിക്കുന്നുണ്ട്. ഇന്ത്യ, ജര്‍മനി, തായ്‌വാന്‍ എന്നീ രാജ്യങ്ങളിലെ ഗവേഷകരാണ് ഇതുസംബന്ധിച്ച പഠനങ്ങള്‍ നടത്തിയത്. ഇ.വി ചാര്‍ജിംഗ് സമയം അരമണിക്കൂറില്‍ താഴെ എത്തിക്കാന്‍ ലോകത്തില്‍ നടന്ന പല പഠനങ്ങള്‍ക്കും കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ടെന്ന് ഇവര്‍ പറയുന്നു. ചില പരീക്ഷണങ്ങള്‍ 12 മിനിറ്റിനുള്ളിലും ചാര്‍ജിംഗ് സാധ്യമാക്കി.

ഭാരം കുറവ്, ചെലവും

അറ്റോമിക ഭാരം കുറഞ്ഞ മൂലകങ്ങളായ സള്‍ഫറും ലിഥിയവും ഉപയോഗിച്ച് നിര്‍മിക്കുന്നതിനാല്‍ ഭാരം കുറഞ്ഞ ബാറ്ററികളാണിവ. കാഥോഡായി സള്‍ഫറും ആനോഡായി മെറ്റാലിക് ലിഥിയവുമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ലിഥിയം-അയണ്‍ ബാറ്ററിയേക്കാള്‍ നിരവധി മടങ്ങ് വൈദ്യുതി ശേഖരിക്കാന്‍ ഇവക്ക് കഴിയും. ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളില്‍ ഉപയോഗിച്ചാല്‍ കൂടുതല്‍ റേഞ്ച് ഉറപ്പാക്കാന്‍ ഇവക്ക് കഴിയുമെന്ന് സാരം. കുറഞ്ഞ ചെലവില്‍ നിര്‍മിക്കാമെന്നതും പ്രകൃതി സൗഹൃദമാണെന്നതും പ്രത്യേകതയാണ്. ലിഥിയം അയണ്‍ ബാറ്ററിയില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന കൊബാള്‍ട്ട്, നിക്കല്‍ പോലുള്ള മൂലകങ്ങളുടെ ഉയര്‍ന്ന വിലയും ലഭ്യതക്കുറവും പരിഹരിക്കാനും പുത്തന്‍ സാങ്കേതിക വിദ്യക്കാകുമെന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകം കരുതുന്നത്.

വെല്ലുവിളിയും

എന്നാല്‍ ലിഥിയം-സള്‍ഫര്‍ ബാറ്ററി സാങ്കേതിക വിദ്യക്കും ചില പരിമിതികളുണ്ട്. വൈദ്യുതി കൈമാറ്റാന്‍ കഴിയുന്ന ചാലകശേഷിയുള്ള മൂലകമല്ല സള്‍ഫറെന്നതാണ് ആദ്യ പ്രശ്‌നം. സള്‍ഫറിന് ചാലകശക്തി കിട്ടാന്‍ കാര്‍ബണ്‍ അധിഷ്ഠിത മൂലകങ്ങള്‍ ചേര്‍ക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഇത് ബാറ്ററിയുടെ ഭാരം വര്‍ധിപ്പിക്കുമെന്നതാണ് പ്രധാന പ്രശ്‌നം. ചാര്‍ജിംഗ് സമയത്ത് സള്‍ഫര്‍ കാഥോഡിനുണ്ടാകുന്ന രൂപമാറ്റം മറ്റൊരു വെല്ലുവിളിയാണ്. ഇത് ബാറ്ററിയുടെ പ്രവര്‍ത്തനക്ഷമതയെയും ആയുസിനെയും ബാധിക്കും. ബാറ്ററിയിലെ രാസമാറ്റം വഴിയുണ്ടാകുന്ന ഷട്ടില്‍ എഫക്ടും ചില സുരക്ഷാ പ്രശ്‌നങ്ങളും ഗവേഷകരെ അലട്ടുന്നുണ്ട്.

വലിയ മാറ്റമാകും

ഇത്തരം പ്രശ്‌നങ്ങളെല്ലാം പരിഹരിച്ചാല്‍ വ്യോമ ഗതാഗതം, ഇലക്ട്രോണിക്, ഡിഫന്‍സ് തുടങ്ങിയ മേഖലകളിലും ലിഥിയം-സള്‍ഫര്‍ ബാറ്ററികള്‍ വലിയ മാറ്റമുണ്ടാക്കുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ. സാങ്കേതിക പരിമിതികള്‍ മറികടന്ന് വാണിജ്യ രൂപത്തില്‍ നിര്‍മിക്കാനും അതിനുവേണ്ട വിതരണ ശൃംഖല ഉറപ്പാക്കാനും കഴിഞ്ഞാല്‍ മാത്രമേ ഇത് സാധ്യമാകൂ. അതുവരെ, ചായ കുടിക്കുന്ന സമയം കൊണ്ട് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങള്‍ ചാര്‍ജ് ചെയ്ത് യാത്ര തുടരാമെന്ന ആഗ്രഹം സ്വപ്‌നമായി തന്നെ അവശേഷിക്കും.

A new lithium–sulfur EV battery charges to 100% in just 12 minutes, with higher energy density and lightweight materials—poised to overcome range anxiety and reshape electric mobility.