फॉरवर्ड-लुकिंग: बेल्ट्सविले, मैरीलैंड के एक शांत कोने में, और बैटरी प्रौद्योगिकी में नया अध्याय सामने आ रहा है। आयन स्टोरेज सिस्टम, और कंपनी जो और विश्वविद्यालय अनुसंधान परियोजना के रूप में शुरू हुई थी, एक प्रमुख कोषाध्यक्ष ठोस-राज्य बैटरी-और प्रौद्योगिकी के रूप में आपातकालीन है, जो लंबे समय से वादा किया गया था, लेकिन शायद ही कभी पैमाने पर वितरित किया जाता है।
कंपनी की मैरीलैंड सुविधा की हालिया यात्रा के बाद, द वॉल स्ट्रीट जर्नल ने निष्कर्ष निकाला कि आयन स्टोरेज सिस्टम्स के रूप में और कंपनी के साथ और इस लंबे समय से मांगे गए ब्रेक्रा को प्राप्त करने का वास्तविक मौका है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग और निजी निवेशकों द्वारा समर्थित, आयन की बैटरी हैं अब प्रोडक्शन लाइन को रोल कर रहा हैशुरुआती इकाइयों को पहले से ही डिफेंस और प्रमुख इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माताओं की डिफार्टमेंट द्वारा परीक्षण किया जा रहा है।
ठोस-राज्य बैटरी को ऊर्जा भंडारण के पवित्र कब्र के रूप में वर्णित किया गया है। पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी के विपरीत, जो उपयोग और तरल इलेक्ट्रोलाइट और एक ग्रेफाइट एनोड का उपयोग करते हैं, ठोस-राज्य बैटरी तरल को और ठोस सिरेमिक सामग्री के साथ बदल देती है और ऑफसेट एनोड के रूप में लिथियम धातु का उपयोग करती है।
यह डिजाइन वादा करता है और लाभों की मेजबानी करता है: उच्च ऊर्जा घनत्व, तेजी से चार्जिंग, लंबे समय तक जीवनकाल, और, महत्वपूर्ण रूप से, अधिक सुरक्षा। पारंपरिक लिथियम-आयन कोशिकाओं को ओवरहीटिंग करने के लिए और, दुर्लभ मामलों में, आग पकड़ने के लिए फिर से शुरू किया जाता है। आयन के डिजाइन में ठोस सिरेमिक विभाजक नॉनफ्लेमबल है, नाटक उस जोखिम को कम करता है।
आयन के नवाचार का तकनीकी दिल अपने अद्वितीय सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट में निहित है। जहां अधिकांश ठोस-राज्य बैटरी विस्तार और संकुचन-साम्राज्यवादी सिरेमिक संरचना के साथ संघर्ष करती हैं, दोनों और विभाजक और एक बफर दोनों के रूप में कार्य करती हैं। झरझरा सिरेमिक लिथियम आयनों को साइकिल चलाने के दौरान होने वाले भौतिक परिवर्तनों को समायोजित करते हुए इलेक्ट्रोड के बीच कुशलता से स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।
यह भारी संपीड़न प्रणालियों, धातु प्लेटों, या स्प्रिंग्स की आवश्यकता को समाप्त करता है जो अन्य ठोस-राज्य डिजाइनों में थोक और जटिलता जोड़ते हैं। परिणाम और बैटरी है जिसे पतले, लचीले पाउच में पैक किया जा सकता है, आज की लिथियम-आयन कोशिकाओं की तरह, लेकिन कहीं अधिक प्रदर्शन और सुरक्षा के साथ।
इन बैटरी का निर्माण कोई छोटी उपलब्धि नहीं है। सिरेमिक परत को सावधानीपूर्वक स्वच्छ वातावरण में उत्पादित किया जाना चाहिए, प्रक्रियाओं का उपयोग करके ट्रूडियल बैटरी असेंबली की तुलना में अर्धचालक निर्माण के लिए अधिक समान है। आयन ने अपने सिरेमिक उत्पादन का विस्तार करने के लिए उन्नत सिंटरिंग फर्नेस में रेसलेस रूप से निवेश किया, पायलट उत्पादन से लेकर वाणिज्यिक संस्करणों तक पैमाने पर खुद को स्थिति में रखा। कंपनी की नई 33,000 वर्ग फुट की सुविधा 75 लोगों को रोजगार देती है, जिसमें उत्पादन रैंप के रूप में उस संख्या को दोगुना करने की योजना है।
आयन की बैटरी पहले से ही प्रभावशाली तकनीकी मील के पत्थर हासिल कर चुकी हैं। कंपनी की कोशिकाओं ने प्रयोगशाला परीक्षणों में 1,000 से अधिक चार्ज चक्र प्राप्त किए हैं, उनकी क्षमता का 80% से अधिक – और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए महत्वपूर्ण आवश्यकता है। कई ठोस-राज्य प्रोटोटाइप के विपरीत, जिन्हें परतों के बीच संपर्क बनाए रखने के लिए बाहरी दबाव की आवश्यकता होती है, आयन का डिज़ाइन पूरी तरह से संपीड़न और एनोडलेस है, जो निर्माण उत्पादों में विनिर्माण और एकीकरण को सरल बनाता है।
व्यावसायीकरण का मार्ग बैटरी उद्योग में बहुत मुश्किल है, जहां कई होनहार प्रौद्योगिकियां वास्तविक दुनिया की मांगों को पैमाने या पूरा करने में विफल रहती हैं।
व्यावसायीकरण का मार्ग बैटरी उद्योग में बहुत मुश्किल है, जहां कई होनहार प्रौद्योगिकियां वास्तविक दुनिया की मांगों को पैमाने या पूरा करने में विफल रहती हैं। फिर भी आयन के दृष्टिकोण ने सरकार और उद्योग दोनों से महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। कंपनी ने विकास और विनिर्माण में तेजी लाने के लिए, निजी निवेश द्वारा मिलान किए गए ऊर्जा विभाग के ARPA-E कार्यक्रम से $ 20 मिलियन सुरक्षित रूप से सुरक्षित किया। सेंट-गोबैन और प्रौद्योगिकी फर्मों जैसे केएलए जैसी वैश्विक सामग्री कंपनियों के साथ सहयोग आयन को अपनी प्रक्रियाओं को परिष्कृत करने और व्यापक बाजार प्रविष्टि के लिए तैयार करने में मदद कर रहा है।
ठोस-राज्य बैटरी स्टार्टअप में वेंचर कैपिटल इन्वेस्टमेंट में हाल के वर्षों में पूरे क्षेत्र में असफलताओं के कारण गिरावट आई है और संदेह करते हुए, आयन की प्रगति उल्लेखनीय है। इसकी बैटरी पहले से ही सैन्य अनुप्रयोगों के लिए मूल्यांकन की जा रही है, जहां विश्वसनीयता और सुरक्षा सर्वोपरि है, और अगली पीढ़ी के उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, जहां लंबे समय तक बैटरी जीवन और तेजी से चार्जिंग उच्चतर हैं।
यदि आयन अपने तकनीकी और विनिर्माण मील के पत्थर को पूरा करना जारी रख सकता है, तो निहितार्थ दूरगामी हैं। सॉलिड-स्टेट बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों को काफी लंबी दूरी, स्मार्टफोन के साथ सक्षम कर सकती है जो पिछले दिन और एकल चार्ज, और यहां तक कि भारी उपकरण और विमान के विद्युतीकरण से भी।
अमेरिका और उसके सहयोगियों के लिए, इस तकनीक को घरेलू रूप से विकसित करना भी और रणनीतिक प्राथमिकता है, विदेशी बैटरी आपूर्तिकर्ताओं पर निर्भरता को कम करने और वैश्विक ऊर्जा संक्रमण में लीपफ्रॉग प्रतियोगियों पर निर्भरता को कम करने का मौका।
छवि क्रेडिट: द वॉल स्ट्रीट जर्नल
