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Brain-booster / 04 Feb 2022

यूपीएससी और राज्य पीसीएस परीक्षा के लिए ब्रेन बूस्टर (विषय: बैटरी प्रौद्योगिकी की क्षमता (Potential of Battery Technology)

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खबरों में क्यों?

  • कैलिफोर्निया स्थित क्वांटमस्केप कॉर्प, वोक्सवैगन एजी द्वारा समर्थित एक बैटरी स्टार्टअप, ने सीईओ जगदीप सिंह के लिए एक बहु-अरब डॉलर के वेतन पैकेज को मंजूरी दी है- इससे पता चलता है कि इस नेसेन्ट क्षेत्र में कितनी क्षमता है

उद्यम से आशा

  • क्वांटमस्केप की सॉलिड-स्टेट बैटरी जो लिथियम धातु के साथ ठोस इलेक्ट्रोलाइट के द्वारा दो इलेक्ट्रोड को अलग करने कि कोशिश को आशा के साथ देखा जा रहा है.
  • कंपनी को वोक्सवैगन और बिल गेट्स के वेंचर फंड से वित्तीय सहायता मिली है.
  • क्वांटमस्केप का दावा है कि इसमें सॉलिड स्टेट सेपरेटर तकनीक का इस्तेमाल किया गया है जो पारंपरिक लिथियम-आयन सेल्स के एनोड में लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट और कार्बन/ग्रेफाइट के बीच साइड रिएक्शन को खत्म करता है.
  • वोक्सवैगन ने क्वांटमस्केप के साथ साझेदारी में 2025 तक सॉलिड-स्टेट बैटरी बनाने की योजना बनाई है

सॉलिड-स्टेट बैटरी के बारे में

  • लिथियम-आयन कोशिकाओं के मुख्य नुकसान लंबे चार्जिंग समय और कमजोर ऊर्जा घनत्व हैं.
  • लिथियम-आयन बैटरी फोन और लैपटॉप के लिए पर्याप्त रूप से कुशल हैं, लेकिन ईवी के लिए नहीं.
  • वर्तमान लिथियम-आयन बैटरी में, इलेक्ट्रोलाइट एक ज्वलनशील तरल है, डेंड्राइट (शाखाओं वाली लिथियम संरचनाएं) के गठन से आग लग सकती है.
  • क्वांटमस्केप के अनुसार इसकी सॉलिड-स्टेट लिथियम-मेटल बैटरी पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी में इस्तेमाल होने वाले पॉलीमर सेपरेटर के स्थान पर सॉलिड-स्टेट सेपरेटर का प्रयोग करेगी.
  • सेपरेटर का प्रतिस्थापन पारंपरिक कार्बन/ ग्रेफाइट एनोड के स्थान पर लिथियम-मेटल एनोड के उपयोग को सक्षम बनाता है
  • लिथियम धातु एनोड पारंपरिक एनोड की तुलना में अधिक ऊर्जा-घना होता है, जो बैटरी को समान आयतन में अधिक ऊर्जा संग्रहीत करने में मदद करता है

सॉलिड-स्टेट बैटरी की श्रेष्ठता

  • सॉलिड-स्टेट बैटरी तकनीक की श्रेष्ठता इस प्रकार है
  1. उच्च सेल ऊर्जा घनत्व
  2. कम चार्जिंग समय
  3. अधिक चार्जिंग चक्र
  4. लम्बी बैटरी लाइफ और बेहतर सुरक्षा
  5. कम लागत, बैटरी के रूप में कुल वाहन लागत का लगभग 30% खर्च होता है.
  • डेलॉयट अध्ययन के अनुसार, ईवी खरीदने वाले उपभोक्ताओं के लिए तीन प्रमुख बिंदु हैं:
  1. कीमत,
  2. विश्वसनीयता,
  3. चार्ज करने की लागत
  • ब्लूमबर्गएनईएफ के अनुसार, वर्तमान में लिथियम-आयन बैटरी की कीमत लगभग $137 प्रति kWh है, जो 2023 तक $101/ kWh तक पहुंचने की उम्मीद है.
  • क्वांटमस्केप का लक्ष्य बैटरी की लागत को चक्रीय जीवन में लिथियम-आयन बैटरी की लागत की तुलना में 15-20% तक कम करना है

कुछ अन्य प्रतिस्पधी

फार्म एनर्जी:

  1. अमेरिकी कंपनी फॉर्म एनर्जी इंक एक रिचार्जेबल आयरन-एयर बैटरी पर काम कर रही है जो 100 घंटे तक बिजली देने में सक्षम होगी
  2. कंपनी ने कहा कि इसकी बैटरी का उपयोग अक्षय बिजली ग्रिड के चौबीसों घंटे संचालन सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है
  3. बैटरी का आकार और वजन - प्रत्येक इकाई एक छोटे रेफ्रिजरेटर के आकार की होती है, जो ईवी में इसके अनुप्रयोग को अव्यावहारिक बनाती है.

टोयोटाः

  1. टोयोटा सॉलिड-स्टेट बैटरी से जुड़े 1,000 वैश्विक पेटेंट की सूची में सबसे आगे है
  2. टोयोटा की योजना सॉलिड-स्टेट बैटरी से लैस ईवी बेचने वाली पहली कंपनी बनने की है और वह एक प्रोटोटाइप का अनावरण करने की प्रक्रिया में है.

एप्पल:

  1. एप्पल ने कहा कि वह सेल्फ-ड्राइविंग कार तकनीक पर काम कर रहा है और एक यात्री वाहन का उत्पादन करने के लिए 2024 को लक्षित कर रहा है
  2. ऐप्पल "ब्रेक-थ्रू" बैटरी डिजाइन पर काम कर रहा है जो बैटरी की लागत को "मौलिक रूप से" कम कर सकता है और वाहन की चलने की सीमा को बढ़ा सकता है

प्रतिस्पर्धा में भारत

  • केंद्र अक्षय ऊर्जा उत्पादन को स्थिरता देने के लिए लगभग 4,000 मेगावाट की ग्रिडस्केल बैटरी भंडारण प्रणाली की एक परियोजना के लिए एक खाका पर काम कर रहा है.
  • आरआईएल ने एनर्जी स्टोरेज गीगा फैक्ट्री स्थापित करने की योजना की घोषणा की है.
  • एनटीपीसी ने ग्रिड-स्केल बैटरी भंडारण परियोजना के लिए एक वैश्विक निविदा जारी की है.
  • भारी उद्योग मंत्रालय ने भारत में उन्नत रसायन प्रकोष्ठ (एसीसी) बैटरी भंडारण के लिए विनिर्माण सुविधाओं की स्थापना के लिए प्रस्ताव के लिए अनुरोध (आरएफपी) जारी किया है