चीन की नई ऑल-आयरन फ्लो बैटरी तकनीक

चीन ने बैटरी तकनीक के क्षेत्र में एक बड़ी सफलता हासिल करने का दावा किया है। चीनी विज्ञान अकादमी के शोधकर्ताओं ने एक स्थिर ऑल-आयरन फ्लो बैटरी विकसित की है, जो बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण की लागत को काफी कम कर सकती है। इस नई बैटरी प्रणाली को 6,000 से अधिक चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों तक बिना क्षमता हानि के सफलतापूर्वक चलाया गया है। यह उपलब्धि लिथियम-आयन बैटरियों का एक व्यावहारिक और सस्ता विकल्प बन सकती है।

लिथियम बैटरियों की लागत चुनौती

लिथियम-आयन बैटरियां लंबे समय से स्वच्छ ऊर्जा परिवर्तन का आधार रही हैं। इनका उपयोग इलेक्ट्रिक वाहनों, मोबाइल उपकरणों और सौर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में व्यापक रूप से किया जाता है। इनकी उच्च दक्षता और विश्वसनीयता के कारण ये वर्तमान समय की सबसे लोकप्रिय बैटरी तकनीक हैं।

हालांकि, लिथियम एक महंगा संसाधन है और इसकी आपूर्ति सीमित क्षेत्रों पर निर्भर करती है। बैटरी निर्माण की बढ़ती लागत और कच्चे माल पर निर्भरता कई देशों के लिए आर्थिक और रणनीतिक जोखिम पैदा करती है। यही कारण है कि सस्ते और सुरक्षित विकल्पों की खोज लगातार जारी है।

आयरन फ्लो बैटरियां क्यों आकर्षक हैं

ऑल-आयरन फ्लो बैटरियों में लोहे का उपयोग होता है, जो पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में उपलब्ध, सस्ता और आसानी से प्राप्त होने वाला धातु है। ये बैटरियां जल-आधारित इलेक्ट्रोलाइट पर काम करती हैं, जो ज्वलनशील नहीं होते, इसलिए लिथियम बैटरियों की तुलना में अधिक सुरक्षित मानी जाती हैं।

शोधकर्ताओं के अनुसार, कच्चे माल की लागत के आधार पर आयरन आधारित बैटरियां लिथियम बैटरियों की तुलना में लगभग 80 गुना सस्ती हो सकती हैं। यही कारण है कि ये सौर और पवन ऊर्जा जैसी नवीकरणीय प्रणालियों के लिए बड़े पैमाने पर ग्रिड स्टोरेज में अत्यंत उपयोगी हो सकती हैं।

मुख्य समस्या क्या थी

कम लागत के बावजूद ऑल-आयरन फ्लो बैटरियों की सबसे बड़ी चुनौती उनकी स्थिरता रही है। बैटरी के नकारात्मक भाग, जिसे एनोलाइट कहा जाता है, में अस्थिरता पैदा हो जाती थी। इससे सक्रिय पदार्थ टूटने लगते थे और झिल्ली के पार रिसाव होने लगता था।

इस शुरुआती क्षरण के कारण बैटरी की आयु और दक्षता दोनों कम हो जाती थीं। यही वजह थी कि उद्योग लंबे समय तक लिथियम-आयन बैटरियों को प्राथमिकता देता रहा।

चीन ने समस्या कैसे हल की

चीनी विज्ञान अकादमी की टीम ने आणविक स्तर पर “सिनर्जिस्टिक डिजाइन” रणनीति का उपयोग कर इस समस्या का समाधान किया। उन्होंने एक नया आयरन कॉम्प्लेक्स विकसित किया, जो संरचनात्मक सुरक्षा कवच और विद्युत-स्थैतिक अवरोध दोनों की तरह काम करता है।

इसकी कठोर संरचना हानिकारक हाइड्रॉक्साइड आयनों को आयरन केंद्र पर हमला करने से रोकती है, जबकि इसकी घनी नकारात्मक आवेशित संरचना समान आवेश वाले कणों को दूर रखती है और झिल्ली के पार रिसाव रोकती है। 6,000 चक्रों के बाद भी बैटरी में कोई हानिकारक उप-उत्पाद या क्षमता हानि नहीं देखी गई।

खबर से जुड़े जीके तथ्य

• ऑल-आयरन फ्लो बैटरियां लोहे और जल-आधारित इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करती हैं।
• चीनी विज्ञान अकादमी ने इस नई इलेक्ट्रोलाइट प्रणाली का विकास किया है।
• फ्लो बैटरियां मुख्य रूप से बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोग की जाती हैं।
• लोहा पृथ्वी पर सबसे अधिक उपलब्ध धातुओं में से एक है।

चीन की यह नई बैटरी तकनीक भविष्य की स्वच्छ ऊर्जा प्रणालियों के लिए एक बड़ा बदलाव ला सकती है। यदि यह व्यावसायिक रूप से सफल होती है, तो यह न केवल ऊर्जा भंडारण को सस्ता बनाएगी, बल्कि वैश्विक स्तर पर ऊर्जा सुरक्षा और नवीकरणीय ऊर्जा विस्तार को भी नई गति देगी।