"અમે માનીએ છીએ કે તે મુખ્ય પ્રવાહની પ્રક્રિયા બની જશે"
ઇલેક્ટ્રિક કારના માલિકોને શ્રેણીની ચિંતા હોય છે પરંતુ તે હવે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી સાથે સમસ્યા બની શકશે નહીં.
શ્રેણીની ચિંતા એ ચિંતા અથવા ભયનો ઉલ્લેખ કરે છે કે જે ઇલેક્ટ્રિક વાહન ડ્રાઇવર તેમના વાહનની મર્યાદિત ડ્રાઇવિંગ શ્રેણી અને ચાર્જિંગ સ્ટેશનની ઉપલબ્ધતા અંગે અનુભવ કરી શકે છે.
તે આ વિચારમાંથી ઉદ્દભવે છે કે ચાર્જિંગ સ્ટેશન પર પહોંચતા પહેલા EV ની બેટરી પાવર સમાપ્ત થઈ શકે છે, જેનાથી ડ્રાઈવર ફસાયેલો રહે છે.
આ એક કારણ છે કે શા માટે કેટલાક ડ્રાઇવરોને એક ખરીદવાથી દૂર રાખવામાં આવી શકે છે.
પરંતુ એક વૈજ્ઞાનિક પ્રગતિ પરંપરાગત લિથિયમ-આયન બેટરીમાંથી સોલિડ-સ્ટેટ સોડિયમ બેટરીમાં સ્વિચ કરવામાં મદદ કરી શકે છે.
અમે આને વધુ વિગતમાં અન્વેષણ કરીએ છીએ.
બ્રેકથ્રુ
જાપાનની ઓસાકા મેટ્રોપોલિટન યુનિવર્સિટીની એક ટીમે એક નવી પ્રક્રિયા શોધી કાઢી છે જે વર્તમાન EVની શ્રેણીને બમણી કરતાં વધુ સક્ષમ નેક્સ્ટ જનરેશન સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીમાં સંક્રમણને સુપરચાર્જ કરી શકે છે.
સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીઓ એવી સામગ્રીથી બનેલી હોય છે જે તેમના લિથિયમ-આયન સમકક્ષો કરતાં ઘણી વધારે હોય છે, જો કે, અત્યાર સુધી મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ સાબિત થયું છે.
સંશોધકો દાવો કરે છે કે નવી શોધાયેલી પ્રક્રિયા અત્યંત વાહક ઇલેક્ટ્રોલાઇટના સમૂહ સંશ્લેષણ દ્વારા આ અવરોધને દૂર કરી શકે છે.
પ્રોફેસર અત્સુશી સકુડાએ કહ્યું: “આ નવી વિકસિત પ્રક્રિયા સોડિયમ ધરાવતી સલ્ફાઇડ સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે ઉપયોગી છે, જેમાં ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને ઇલેક્ટ્રોડ સક્રિય સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.
"ઉપરાંત, પરંપરાગત પદ્ધતિઓની તુલનામાં, આ પ્રક્રિયા ઉચ્ચ પ્રદર્શન પ્રદર્શિત કરતી સામગ્રી મેળવવાનું સરળ બનાવે છે, તેથી અમે માનીએ છીએ કે તે ઓલ-સોલિડ-સ્ટેટ સોડિયમ બેટરી માટે સામગ્રીના ભાવિ વિકાસ માટે મુખ્ય પ્રવાહની પ્રક્રિયા બનશે."
સોલિડ સલ્ફાઇડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં વિશ્વની સૌથી વધુ નોંધાયેલ સોડિયમ આયન વાહકતા છે - જે વ્યાવસાયિક ઉપયોગ માટે જરૂરી છે તેના કરતા આશરે 10 ગણી વધારે છે.
લિથિયમ-આયન બેટરીમાં વપરાતા પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સથી વિપરીત, ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ જ્યારે છોડવામાં આવે અથવા ખોટી રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે ત્યારે તે જ્વાળાઓમાં ફાટવા માટે સંવેદનશીલ નથી.
આ સફળતા ઈલેક્ટ્રિક વાહન ક્ષેત્ર માટે સૌથી વધુ આશાસ્પદ સાબિત થઈ શકે છે, જે શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન, ઘટાડેલી કિંમત અને ઉન્નત ટકાઉપણું પ્રદાન કરે છે.
તેઓ ઈલેક્ટ્રિક કાર બેટરીની ચાર્જિંગ ક્ષમતામાં મોટા પ્રમાણમાં સુધારો કરીને શ્રેણીની ચિંતાને પણ દૂર કરી શકે છે.
ટોયોટા અનુસાર, સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી 745 માઇલની રેન્જ ઓફર કરી શકે છે, જે હાલમાં બજારમાં ઉપલબ્ધ ઇલેક્ટ્રિક વાહનોની રેન્જ કરતાં બમણી છે.
આ નવી બેટરીઓ માટે ચાર્જ થવાનો સમય 10 મિનિટ જેટલો ઓછો હોઈ શકે છે.
આ સંશોધન વૈજ્ઞાનિક જર્નલમાં પ્રકાશિત થયું હતું ઊર્જા સંગ્રહ સામગ્રી, શીર્ષકવાળા પેપરમાં ઓલ-સોલિડ-સ્ટેટ સોડિયમ બેટરીઓ માટે સલ્ફાઇડ સોલિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના સંશ્લેષણ માટે પ્રતિક્રિયાશીલ પોલિસલ્ફાઇડ્સ ફ્લક્સ Na2Sx નો ઉપયોગ.
શું બેટરી સુરક્ષિત છે?
ઓસાકા મેટ્રોપોલિટન યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું કે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીઓ જ્યારે છોડવામાં આવે અથવા ખોટી રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે ત્યારે તે જ્વાળાઓમાં ફાટવા માટે સંવેદનશીલ નથી.
જો કે, CATL ના સ્થાપક, લિથિયમ-આયન બેટરીના વિશ્વના સૌથી મોટા સપ્લાયર, સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીને અવ્યવહારુ અને અસુરક્ષિત ગણાવી છે.
CEO ડૉ. રોબિન ઝેંગે જણાવ્યું હતું કે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી ટેક્નોલોજી અવિશ્વસનીય હતી, તેમાં ટકાઉપણુંનો અભાવ હતો અને તેના વર્તમાન સ્વરૂપમાં વણઉકેલાયેલી સલામતી સમસ્યાઓ ઊભી થઈ હતી.
ચાઈનીઝ સ્થિત CATL લિથિયમ-આયન બેટરીનું વિશ્વનું સૌથી મોટું ઉત્પાદક છે, જે 36.8માં વૈશ્વિક પુરવઠામાં 2023% હિસ્સો ધરાવે છે, જે BYDના 15.8% કરતા આગળ છે.
સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીને શ્રેણીની ચિંતાને સમાપ્ત કરવાના ઉપાય તરીકે જોવામાં આવે છે અને તે લિથિયમ-આયન બેટરી કરતાં સસ્તી હોવાનું પણ કહેવાય છે.
પરંતુ ડૉ. ઝેંગના જણાવ્યા મુજબ, વર્ષોના સંશોધન અને વિકાસને સધ્ધર સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી આપવામાં નિષ્ફળ ગયા પછી વચનો ખોટી આશા આપે છે.
તેમણે કહ્યું: “અમે સોલિડ-સ્ટેટને સંપૂર્ણ સમર્થન આપીએ છીએ, પરંતુ હું 10 વર્ષથી આમાં રોકાણ કરી રહ્યો છું.
"હું લગભગ દર મહિને સોલિડ-સ્ટેટ પર કામ કરતા વિકાસકર્તાઓને જોઉં છું, તેથી હું બધી પ્રગતિ જાણું છું, અને કોઈક રીતે અમારી પાસે હજી પણ આ શોસ્ટોપર્સ છે."
ટોયોટાએ અન્ય ઉત્પાદકોની તુલનામાં બેટરી-ઇલેક્ટ્રિક વાહનોની ધીમી રજૂઆત માટે ઘણી ટીકાઓ મેળવી છે.
જો કે, તેને સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી ટેકના વિકાસમાં અગ્રેસર માનવામાં આવે છે, જેને તેણે 2027 અથવા 2028માં શોરૂમમાં રજૂ કરવાનું વચન આપ્યું છે.
ટોયોટાએ માત્ર તેની પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક કાર - ટોયોટા BZ4X SUV, જે CATL દ્વારા બનાવવામાં આવેલી લિથિયમ-આયન બેટરીનો ઉપયોગ કરે છે - ફેબ્રુઆરી 2024 માં ઓસ્ટ્રેલિયન શોરૂમમાં રજૂ કરી હતી.
કંપનીઓએ CATLની પ્રથમ લિથિયમ-આયન બેટરી માટે 2019માં ભાગીદારી દાખલ કરી હતી.
2023 માં, ટોયોટાએ સોલિડ-સ્ટેટ ટેક્નોલોજી વિકસાવવા માટે જાપાનની તેલ અને પેટ્રોલિયમ કંપની, ઇડેમિત્સુ કોસાન સાથે જોડાણની પુષ્ટિ કરી.
રિસોર્સ કંપનીની તાજેતરની જાહેરાતમાં લિથિયમ સલ્ફાઇડનું ઉત્પાદન કરવા માટે વિશ્વસનીય પદ્ધતિ સફળતાપૂર્વક વિકસાવવા અંગેના દાવાઓનો સમાવેશ થાય છે, જે વાહનોમાં વ્યાપક ઉપયોગ માટે સોલિડ-સ્ટેટ ટેક્નોલોજીને સક્ષમ બનાવવા માટે નિર્ણાયક છે.
જો કે, ડૉ. ઝેંગે જણાવ્યું હતું કે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીની શક્યતા હાંસલ કરવા માટે એક અલગ પ્રકારની રસાયણશાસ્ત્રની જરૂર છે, જેમાં એનોડ ઇલેક્ટ્રોડ માટે શુદ્ધ લિથિયમ ધાતુનો ઉપયોગ સામેલ છે.
આ અભિગમ સાથે પણ, પડકારો ઉભા થાય છે.
ડૉ. ઝેંગે ઘન-સ્થિતિની બેટરીઓને ભારે દબાણને આધીન કરવાની ખામીઓ પર પ્રકાશ પાડ્યો અને રિચાર્જિંગ દરમિયાન તેઓ જે પુનરાવર્તિત વિસ્તરણમાંથી પસાર થાય છે તેની નોંધ કરી.
તેણે કહ્યું: “તે ઘણા [ચાર્જિંગ] ચક્રો સુધી ટકી શકતું નથી, કદાચ 10 ચક્ર.
"તો તમે તેને વ્યવસાયિક રીતે સધ્ધર કેવી રીતે બનાવી શકો?"
સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીમાંથી લિથિયમ પણ ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરશે જો તે અકસ્માતમાં તૂટી જાય, તો રહેવાસીઓ, કટોકટી સેવાઓ અને અન્ય માર્ગ વપરાશકર્તાઓ માટે નોંધપાત્ર સલામતી જોખમ ઊભું કરે છે.
ડો ઝેંગે ઉમેર્યું: "તેથી લોકો આના પર દબાણ કરે છે, પરંતુ હું તેમને કહું છું કે CATL એ પહેલેથી જ 10 વર્ષ ગાળ્યા છે [સોલિડ-સ્ટેટને વ્યાપારી રીતે સક્ષમ બનાવવા માટે સંશોધન]."
ડૉ. ઝેંગે સોડિયમ-આયન બેટરી ટેક્નોલોજી તરફ ધ્યાન દોર્યું કે CATL 2021 થી ઇલેક્ટ્રિક કારના વિકાસમાં આગળની પ્રગતિ તરીકે કામ કરી રહી છે.
સોડિયમ-આયન બેટરીઓ લિથિયમ-આયન બેટરી પેકની સંભવિત શ્રેણીને બમણી કરવા માટે 'સેમી-સોલિડ' સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે પરંતુ અસ્થિરતા અને ખર્ચ વિના.
સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીથી સજ્જ પહેલી ઇલેક્ટ્રિક કાર
ચાઇનીઝ બ્રાન્ડ IM મોટર્સ દ્વારા ઉત્પાદિત, IM L6 એ પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક કાર છે જેનું સંસ્કરણ સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીથી સજ્જ છે.
તે હમણાં જ વેચાણ પર મૂકવામાં આવ્યું છે.
બેટરી 130kWh ની ક્ષમતા ધરાવે છે અને 621 માઇલની રેન્જનું વચન આપે છે.
માઈલેજની સાથે સાથે કારની કિંમત પણ હલચલ મચાવી રહી છે.
ત્રણ વર્ઝનમાં ઉપલબ્ધ, સ્ટાન્ડર્ડ મેક્સની કિંમત £25,300 છે જ્યારે ઉચ્ચ પ્રદર્શનની કિંમત £33,000 છે.
સૌથી મોંઘા પ્રકાર લાઇટયર મેક્સ છે, જે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી દ્વારા સંચાલિત છે. તેની કિંમત £36,300 છે.
લોન્ચ ઇવેન્ટમાં, IM મોટર્સે જાહેરાત કરી હતી કે સેમી-કન્ડક્ટર બેટરી 900-વોલ્ટની આર્કિટેક્ચર ધરાવે છે.
આનો આભાર, લાઇટયર નામની બેટરી 400 kW સુધીની શક્તિ પર રિચાર્જ કરી શકાય છે, જ્યારે ચાર્જિંગ પોઇન્ટ પર પાર્ક કરવામાં આવે ત્યારે માત્ર 249 મિનિટમાં 12 માઇલ સુધીની રેન્જ આપે છે.
IM મોટર્સે જાહેરાત કરી હતી કે બેટરી વાસ્તવમાં સેમિકન્ડક્ટર બેટરી છે, જો કે તે હજુ પણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો ઉપયોગ કરે છે જે પ્રવાહીને ઘન ઘટક સાથે જોડે છે.
આ સૂચવે છે કે તે Nio દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી 150 kWh બેટરીની નજીક છે, જે તેને સેમી-સોલિડ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે.
ઈલેક્ટ્રિક વાહન રેન્જની ચિંતાને દૂર કરવા માટે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીની સંભવિતતા એ એક આશાસ્પદ સંભાવના છે જે પરિવહનના ભાવિ માટે નોંધપાત્ર અસરો ધરાવે છે.
તેમની ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા, સુધારેલી સલામતી અને ઝડપી ચાર્જિંગ ક્ષમતાઓ સાથે, સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીઓ એક પરિવર્તનશીલ તકનીકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે EV ઉદ્યોગમાં ક્રાંતિ લાવી શકે છે.
જ્યારે ઉત્પાદન માપનીયતા અને ખર્ચ જેવા પડકારો યથાવત છે, ત્યારે ચાલુ સંશોધન અને વિકાસના પ્રયત્નો સતત આ અંતરને દૂર કરી રહ્યા છે.
જેમ જેમ પ્રગતિ ચાલુ રહે છે અને અપનાવવામાં વધારો થાય છે તેમ, સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીઓ ખરેખર EV રેન્જની ચિંતાને દૂર કરવા અને વિશ્વભરમાં ઇલેક્ટ્રિક વાહનોના વ્યાપક દત્તકને વેગ આપવાના મુખ્ય ઉકેલ તરીકે ઉભરી શકે છે.
લોડ કરી રહ્યું છે ...