भविष्य के इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ठोस-राज्य बैटरियां वास्तविकता के करीब आती हैं

व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली लिथियम-आयन बैटरियों का सबसे ठोस विकल्प, जिसमें बेहतर सुरक्षा, उच्च ऊर्जा घनत्व, लंबा जीवनकाल और तेज़ चार्जिंग जैसे लाभ हैं, लगभग तैयार है।

यह आशाजनक विकल्प सॉलिड-स्टेट बैटरियां (SSBs) हैं, जो तरल इलेक्ट्रोलाइट को ठोस इलेक्ट्रोलाइट से बदलती हैं, जिससे आग का जोखिम समाप्त हो जाता है और अधिक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन संभव होते हैं, साथ ही क्षय से पहले अधिक चार्ज चक्रों का समर्थन करती हैं। 

कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय का एक हालिया अध्ययन¹ ने इस प्रौद्योगिकी की समीक्षा की और पाया कि यह न केवल इलेक्ट्रिक कारों बल्कि उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और ऊर्जा भंडारण को भी बदलने में सक्षम है। मुख्य बात रसायन विज्ञान और इंजीनियरिंग है।

\”तरल को हटाकर और स्थिर ठोस पदार्थों का उपयोग करके, हम बैटरी में एक साथ अधिक बिजली सुरक्षित रूप से डाल सकते हैं, बिना ओवरहीटिंग या आग के जोखिम के।\”

– मुख्य लेखक सेंगीज़ ओज़कान, यूसीआर में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर

परंपरागत लिथियम-आयन बैटरियों में उपयोग होने वाला तरल समय के साथ क्षय होता है, आग का जोखिम पैदा करता है और चार्जिंग गति को सीमित करता है, जबकि सॉलिड-स्टेट बैटरियों में उपयोग किया जाने वाला ठोस पदार्थ अधिक स्थिर और सुरक्षित वातावरण प्रदान करता है, जिससे कम सुरक्षा चिंताओं के साथ अधिक कुशल चार्जिंग संभव होती है।

वर्तमान लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में बेहतर गुणों के साथ, SSBs कंपनियों के बीच बहुत लोकप्रिय हो रही हैं, लेकिन अभी तक प्रौद्योगिकी विकास चरण में ही है। लेकिन अब बहुत देर नहीं होगी।

वास्तविक दुनिया में सत्यापन: इलेक्ट्रिक वाहनों में सॉलिड-स्टेट बैटरियां (QS/VW डेमो)

इस सप्ताह, सॉलिड-स्टेट बैटरी डेवलपर QuantumScape (QS ), अपने व्यापारिक साझेदार PowerCo के साथ, अपनी ऊर्जा-घनी सॉलिड-स्टेट लिथियम-धातु बैटरियों को एक वाहन में शक्ति प्रदान करते हुए लाइव डेमो किया।

PowerCo, Volkswagen समूह की बैटरी व्यवसाय है, जो विश्व के प्रमुख ऑटोमोबाइल निर्माताओं में से एक और यूरोप का सबसे बड़ा कार निर्माता है। VW के पास Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT, और Škoda जैसे ब्रांड हैं। कंपनी हल्के वाणिज्यिक वाहन और भारी वाणिज्यिक वाहन जैसे MAN और Scania भी बनाती है, जबकि CARIAD सभी Volkswagen समूह के वाहनों के लिए सॉफ्टवेयर और तकनीक इकाई है। 

VW समूह और PowerCo ने QuantumScape की सॉलिड-स्टेट तकनीक में दीर्घकालिक निवेश किया है और वर्षों से उनके प्रोटोटाइप सेल्स का परीक्षण कर रहे हैं।

अब, पहली बार, QuantumScape, PowerCo, और Volkswagen समूह ने IAA Mobility, म्यूनिख में नई तकनीक को प्रदर्शित किया, जो विश्व के सबसे बड़े मोबिलिटी ट्रेड फेयर में से एक है। 

वाहन से काली शीट हटाते ही, उन्होंने एक संशोधित, पूरी तरह इलेक्ट्रिक Ducati V21L रेस मोटरसाइकिल को उजागर किया, जो पूरी तरह QSE-5 सॉलिड-स्टेट सेल्स द्वारा संचालित है।

मोटरसाइकिल में उपयोग किए गए सॉलिड-स्टेट सेल्स QuantumScape के स्वामित्व वाले निर्माण प्लेटफ़ॉर्म (Cobra उत्पादन प्रक्रिया) से असेंबल किए गए थे, जो तेज़ हीट ट्रीटमेंट, कम फ़्लोर स्पेस की आवश्यकता, और कुछ सामग्री चरणों को समाप्त करता है। इस प्रथम-प्रकार की बैटरी प्रणाली, दूसरी ओर, Audi के विशेषज्ञों द्वारा डिजाइन की गई है, विशेष रूप से QS SSB सेल्स के लिए।

यह डेमो न केवल शामिल कंपनियों के लिए बल्कि इलेक्ट्रिक वाहन (EV) क्षेत्र के लिए भी एक बड़ी उपलब्धि है, क्योंकि यह पहली बार था जब QuantumScape के एनोड-फ़्री सेल्स निर्माण प्लांट से वास्तविक वाहन में स्थानांतरित हुए और दुनिया को दिखाए गए।

“आज हमने संभावना से वास्तविकता की सीमा को पार कर लिया है।”

– QuantumScape के CEO और अध्यक्ष डॉ. सिवा सिवराम

कंपनी की PowerCo के साथ साझेदारी, जैसा कि उन्होंने बताया, QuantumScape को गिगावॉट-घंटा (GWh) उत्पादन तक अपनी परिवर्तनकारी तकनीक को स्केल करने की स्थिति में रखती है, और साथ मिलकर वे “इलेक्ट्रिफ़ाइड ट्रांसपोर्टेशन के एक नए युग को लाने” में मदद करेंगे।

आधिकारिक घोषणा के अनुसार, विश्व का पहला लाइव डेमो, QS सॉलिड-स्टेट लिथियम-धातु बैटरियों का EV को शक्ति प्रदान करते हुए, बैटरी प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति और सॉलिड-स्टेट EVs के व्यावसायीकरण की ओर एक बड़ा कदम दर्शाता है।

PowerCo के CEO फ्रैंक ब्लोमे के अनुसार, इस तकनीक के साथ EV क्रांति को आगे बढ़ाने का लक्ष्य है, जिसे वह “ऑटोमोटिव उद्योग में अब तक का सबसे बड़ा परिवर्तन” कहते हैं। 

SSBs उच्च-प्रदर्शन, प्रीमियम वाहनों के लिए संभावनाओं को पुनः परिभाषित करेंगे, और यह डेमो केवल शुरुआत है, उन्होंने कहा।

QuantumScape की प्रोटोटाइप से उत्पादन तक की रोडमैप

परम्परागत लिथियम-आयन बैटरियों की ऊर्जा घनत्व और सुरक्षा की सीमाओं तक पहुँचने के साथ, जब पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रिक वाहन, और नवीकरणीय ऊर्जा ग्रिड अधिक व्यापक और मांगपूर्ण हो रहे हैं, QuantumScape ने सॉलिड-स्टेट बैटरियों की ओर रुख किया है ताकि अधिक ऊर्जा घनत्व, तेज़ चार्जिंग, और बेहतर सुरक्षा प्रदान की जा सके, जो कम-कार्बन भविष्य की ओर संक्रमण को समर्थन दे।

वह वर्तमान में सॉलिड-स्टेट बैटरी विकास की वैश्विक दौड़ में अग्रणी है, और निकट भविष्य में अपने पूर्ण विकसित सॉलिड-स्टेट सेल्स को EV बाजार में बड़े पैमाने पर लाने के लिए तैयार है।

उसकी तकनीक का हालिया डेमो, जो दुनिया को दिखाया गया, ने $5 बिलियन मार्केट कैप कंपनी के शेयर मूल्यों को उछाल दिया। लेखन के समय, QS $8.85 पर ट्रेड कर रहा है, YTD 70.52% की वृद्धि के साथ, हालांकि यह अभी भी 2020 के अंत में हुए $132.73 के सभी समय उच्च (ATH) से दूर है।