क्या नमक की बैटरी अगले गैलेक्सी फोन को पावर दे सकती है?

क्या कोई स्मार्टफोन सोडियम बैटरी पर काम कर सकता है और इसे कई दिनों की बैटरी लाइफ और सुपर फास्ट चार्जिंग दे सकता है? और यह नमक बैटरी तकनीक वास्तव में क्या है जिसके बारे में हम हाल के दिनों में लगातार सुन रहे हैं?

मैंने इसके बारे में बात की है डोनट सॉलिड-स्टेट बैटरी पहले से ही और इसके बारे में सैमसंग की अपनी सॉलिड-स्टेट बैटरी भी प्रयासरत है, इसलिए आज नमक बैटरी पर बात करने का समय आ गया है।

नमक बैटरी क्या है?

शुरू करने से पहले, आइए एक आवश्यक स्पष्टीकरण दें। तीन अलग-अलग प्रौद्योगिकियां हैं जिन्हें “नमक बैटरी” कहा जाता है।

पहला बड़े सौर संयंत्रों में गर्मी के रूप में सूर्य से ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए पिघले हुए नमक का उपयोग करता है, दूसरा इलेक्ट्रोलाइट के रूप में खारे पानी का उपयोग करता है, और तीसरा विशिष्ट लिथियम-आयन बैटरी परिदृश्य में सोडियम के साथ लिथियम की अदला-बदली करता है।

हम तीसरे में रुचि रखते हैं, क्योंकि पहले दो में बहुत अलग अनुप्रयोग और पैमाने हैं और स्मार्टफोन जैसे छोटे गैजेट में कभी भी काम नहीं करेंगे।

खारे पानी की बैटरियां भारी होती हैं, उनमें ऊर्जा घनत्व कम होता है, और उनका उपयोग ग्रिड ऊर्जा भंडारण में किया जाता है।

पिघले हुए नमक की बैटरियां लगभग 473°F से 1,292°F के तापमान पर चलती हैं, जो कि ऐसी चीज़ नहीं है जिसे आप अपनी जेब में रखना चाहेंगे।

तो, सोडियम-आयन बैटरियां क्या हैं और वे कैसे काम करती हैं?

सोडियम-आयन बैटरी क्या है?

मैंने सॉलिड-स्टेट बैटरियों के बारे में अपने लेख में पहले ही लिथियम-आयन बैटरियों और वे कैसे काम करती हैं, इसका उल्लेख किया है। तो, बहुत अधिक तकनीकी हुए बिना, सोडियम-आयन बैटरी मानक लिथियम-आयन बैटरी के समान मूल सिद्धांत पर काम करती है लेकिन चार्ज ले जाने के लिए लिथियम आयनों के बजाय सोडियम आयनों का उपयोग करती है।

दोनों प्रकारों में, आयन चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) और एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) के बीच आगे और पीछे चलते हैं। उसी समय, जब बैटरी से कोई उपकरण जुड़ा होता है, जो ऊर्जा प्रदान करता है, तो इलेक्ट्रॉन विपरीत दिशा में चलते हैं।

सोडियम रासायनिक रूप से लिथियम के समान है, और समग्र बैटरी डिज़ाइन और ऑपरेटिंग तंत्र बारीकी से संबंधित हैं, भले ही विशिष्ट इलेक्ट्रोड सामग्री भिन्न हो। हालाँकि, सोडियम-आयन और लिथियम-आयन बैटरियों के बीच कुछ प्रमुख अंतर हैं।

सोडियम-आयन बनाम लिथियम-आयन बैटरी

मुख्य अंतर प्रदर्शन और सामग्री में है। सोडियम आयन लिथियम आयनों की तुलना में बड़े और भारी होते हैं, जिससे समान मात्रा या वजन में अधिक ऊर्जा (कम चार्ज कण) को पैक करना कठिन हो जाता है। परिणामस्वरूप, सोडियम-आयन बैटरियों में लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में कम ऊर्जा घनत्व होता है।

हालाँकि, सोडियम लिथियम की तुलना में कहीं अधिक प्रचुर मात्रा में और सस्ता है, और सोडियम-आयन बैटरियां लागत, संसाधन उपलब्धता और संभावित सुरक्षा और कम तापमान वाले प्रदर्शन में लाभ प्रदान कर सकती हैं।

एक अन्य संभावित लाभ यह है कि ऊर्जा परिवहन के लिए बड़े सोडियम आयनों का उपयोग करने का मतलब है कि सोडियम-आयन बैटरियां लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में बहुत तेजी से चार्ज हो सकती हैं।

बाजार में पहले से ही पॉकेट-आकार की सोडियम-आयन बैटरियां मौजूद हैं, लेकिन सामान्य तौर पर उनकी क्षमता और प्रदर्शन उनके लिथियम-आयन समकक्षों से कमतर हैं, कम से कम इस समय।

एक नमक-बैटरी गैलेक्सी S26? क्या ऐसा संभव है?

शोधकर्ताओं की एक फ्रांसीसी टीम ने इसे विकसित किया है 18650 (एए) प्रारूप में एक सोडियम-आयन बैटरी जो 90 Wh/kg तक स्टोर कर सकता है और 2000 चक्रों के बाद 80% चार्ज बनाए रख सकता है। ये विशेषताएँ प्रारंभिक लिथियम-आयन बैटरियों के बहुत करीब हैं; आधुनिक स्मार्टफोन बैटरियां 150-300 Wh/kg ऊर्जा घनत्व प्रदान करती हैं, जो उन्हें सोडियम-आयन बैटरियों से बेहतर बनाती हैं।
हालाँकि, हम जल्द ही सोडियम-आयन बैटरी वाला स्मार्टफोन नहीं देख पाएंगे, किसी डिवाइस की तो बात ही छोड़ दीजिए गैलेक्सी S26 सीरीज़, लेकिन उम्मीद है। सोडियम प्रचुर मात्रा में है, इसे निकालना और इसके साथ काम करना आसान है, और लिथियम की तुलना में इसका भू-राजनीतिक महत्व कम है।

एकमात्र इंजीनियरिंग बाधा जिसे दूर करना है वह ऊर्जा घनत्व है, और यह बहुत बड़ी है। एक भौतिक बाधा है जिसके परे हम एक निश्चित स्थान में अधिक सोडियम आयनों को पैक नहीं कर सकते हैं।

सोडियम-आयन बैटरियां ग्रिड स्टोरेज, घरेलू ऊर्जा समाधान और अन्य अनुप्रयोगों में अपना रास्ता बनाएंगी जहां बैटरी का आकार उतना महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन स्मार्टफोन के लिए, सॉलिड-स्टेट बैटरियां सबसे अधिक संभावनाएं प्रदान करती हैं।