ऊर्जा
लिथियम-CO₂ बैटरी में क्रांतिकारी प्रगति: कार्बन को पकड़ते हुए उपकरणों को शक्ति देती है
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यूनिवर्सिटी ऑफ सरे के शोधकर्ताओं ने एक नए उत्प्रेरक के साथ प्रयोगात्मक लिथियम–CO₂ बैटरी का परीक्षण किया है। डिस्चार्ज के दौरान लिथियम और कार्बन डाइऑक्साइड की अभिक्रिया होती है; दोबारा चार्ज करते समय बने उत्पाद को तोड़ना पड़ता है। अध्ययन इस प्रक्रिया को अधिक आसानी से उलटने की दिशा में एक कदम है। इसने व्यावसायिक बैटरी द्वारा हवा से CO₂ हटाने या कुल उत्सर्जन घटाने का प्रदर्शन नहीं किया।
नई बैटरी रसायन पर शोध क्यों?
लिथियम आयन बैटरियां फोन, वाहन और ऊर्जा भंडारण में उपयोग होती हैं। उनका निर्माण संसाधन और ऊर्जा मांगता है तथा उपयोग के बाद सुरक्षित संग्रह और पुनर्चक्रण आवश्यक है। क्षतिग्रस्त या गलत तरीके से इस्तेमाल हुई कोशिकाओं में तापीय अनियंत्रण का जोखिम हो सकता है। लेकिन यह कहना गलत होगा कि सभी लिथियम आयन बैटरियों को प्लैटिनम या दुर्लभ पृथ्वी तत्व चाहिए; उनके रसायन अलग-अलग होते हैं।
लिथियम–CO₂ कोशिका में कार्बन डाइऑक्साइड अभिक्रिया का हिस्सा है। डिस्चार्ज पर बनने वाले लिथियम कार्बोनेट को चार्ज करते समय हटाना कठिन होता है। इस उलटी अभिक्रिया के लिए अतिरिक्त वोल्टेज को ओवरपोटेंशियल कहते हैं। प्रभावी उत्प्रेरक इसे कम कर सकता है।
सरे विश्वविद्यालय का अध्ययन
Advanced Science में प्रकाशित अध्ययन में टीम ने सीज़ियम फॉस्फोमॉलिब्डेट (CPM) को कैथोड उत्प्रेरक बनाया। इसकी संरचना में सक्रिय स्थान और ऐसे छिद्र हैं जो CO₂ तथा लिथियम आयनों को अभिक्रिया स्थल तक पहुंचाने में मदद करते हैं। टीम ने पदार्थ को प्रयोगशाला कोशिका में जांचा और उसकी संरचना व सतह को विभिन्न विश्लेषण विधियों से परखा। इससे पूर्ण आकार की बैटरी की कीमत या जीवनकाल सिद्ध नहीं होता।
प्रयोगशाला के परिणाम
शोधकर्ताओं ने प्रति ग्राम 50 मिलीएम्पियर की धारा पर प्रति ग्राम 15,440 मिलीएम्पियर-घंटा डिस्चार्ज क्षमता, 97.3% कूलॉम्बिक दक्षता और 0.67 वोल्ट ओवरपोटेंशियल दर्ज किया। प्रति ग्राम क्षमता की गणना प्रयोग में प्रयुक्त पदार्थ की परिभाषा और शर्तों पर निर्भर है। इसे आवरण, इलेक्ट्रोलाइट और अन्य हिस्सों सहित तैयार बैटरी की ऊर्जा घनता से सीधे नहीं तुलना करनी चाहिए।
जब क्षमता प्रति ग्राम 500 मिलीएम्पियर-घंटा तक सीमित रखी गई, तो कोशिका ने उसी धारा पर 100 से अधिक चक्र पूरे किए; विस्तृत परिणाम में 107 चक्र दिए गए हैं। हजारों चक्रों या वर्षों तक दैनिक उपयोग का दावा इस अध्ययन से समर्थित नहीं है।
लाभ और सीमाएं
CPM का कम ओवरपोटेंशियल आगे के शोध के लिए उपयोगी है। पर इस एक प्रयोग से यह सिद्ध नहीं होता कि पूरी बैटरी हर लिथियम आयन विकल्प से सस्ती, सुरक्षित या अधिक टिकाऊ होगी। लिथियम एनोड, इलेक्ट्रोलाइट, बड़े पैमाने पर निर्माण और सुरक्षा पर काम बाकी है। इसी तरह CO₂ का प्रयोग करना अपने आप में वातावरण से शुद्ध कार्बन हटाने के बराबर नहीं है; पूरी ऊर्जा और सामग्री श्रृंखला का आकलन आवश्यक होगा।
व्यावहारिक उपयोग तक का रास्ता
नियंत्रित गैस वातावरण में चलने वाली लिथियम–CO₂ प्रणाली भविष्य में विशेष ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोगी हो सकती है। घरेलू उपकरण, वाहन या अंतरिक्ष मिशन में इसकी उपयोगिता अभी प्रमाणित नहीं हुई है। शोधकर्ताओं ने उपभोक्ताओं के लिए पांच वर्ष की कोई निश्चित समय-सीमा नहीं दी है।
बैटरी उद्योग और निवेश
Solid Power (SLDP ) सल्फाइड आधारित ठोस इलेक्ट्रोलाइट पर काम करती है। यह सरे की लिथियम–CO₂ कोशिका से अलग तकनीक है। कंपनी को CPM अध्ययन से जोड़ने या इस परिणाम से उसके शेयर के प्रदर्शन का अनुमान लगाने का आधार नहीं है।
SLDP मूल्य चार्ट
Solid Power (SLDP) की ताजा खबरें
निष्कर्ष
CPM उत्प्रेरक ने नियंत्रित प्रयोग में कम ओवरपोटेंशियल और 100 से कुछ अधिक चक्र दिखाए। व्यावहारिक, सुरक्षित और किफायती बैटरी तक पहुंचने के लिए बहुत अधिक परीक्षण की आवश्यकता है।
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अध्ययन:
Masoudi, M. एवं अन्य, Ultralow Overpotential in Rechargeable Li–CO₂ Batteries Enabled by Caesium Phosphomolybdate as an Effective Redox Catalyst, Advanced Science 12(17), 2502553 (2025). doi:10.1002/advs.202502553.
