ReVolt ല്‍ നിന്ന് സിങ്ക്-വായൂ ബാറ്ററി

ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററിയേക്കാള്‍ മൂന്ന് മടങ്ങ് ശേഷിയുള്ള സിങ്ക്-വായൂ(zinc-air) ബാറ്ററി നിര്‍മ്മിച്ചതായി സ്വിസ് കമ്പനിയായ ReVolt പറയുന്നു. ശ്രവണോപകരണങ്ങളിലുപയോഗിക്കുന്ന ചെറിയ “button cell” ബാറ്ററിയാണ് ഇപ്പോള്‍ അവര്‍ നിര്‍മ്മിക്കുന്നത്. അടുത്ത വര്‍ഷം കൂടുതല്‍ ശേഷിയുള്ള ബാറ്ററികള്‍ നിര്‍മ്മിക്കും. വൈദ്യുത വാഹനങ്ങള്‍ക്കുള്ള ബാറ്ററികളും ഭാവിയില്‍ നിര്‍മ്മിക്കാന്‍ പദ്ധതിയുണ്ട്.

Battery unpacked. This graphic illustrates the multilayered structure of a ReVolt rechargeable zinc-air battery. From top to bottom: the battery cover, which lets in air; a porous air electrode; the interface between electrodes; the zinc electrode; the casing. Credit: ReVolt

സാധാരണ ബാറ്ററികള്‍ എല്ലാ reactants ഉം ഉപയോഗിച്ചാണ് വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കുന്നത്. അതില്‍ നിന്ന് വ്യത്യസ്ഥമായി zinc-air ബാറ്ററിയില്‍ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാന്‍ ഓക്സിജന്‍ മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളു. താത്വികമായി ഉയര്‍ന്ന ശേഷിയുള്ളതിനാല്‍ 1980കളില്‍ നല്ല ഭാവിയുള്ള സാങ്കേതിക വിദ്യയായി കരുതിയിരുന്നു. അസ്ഥിര പദാര്‍ത്ഥങ്ങളില്ലാത്തതിനാല്‍ ബാറ്ററിയുടെ രസതന്ത്രവും സുരക്ഷിതമാണ്. അതുകൊണ്ട് ലിഥിയം ബാറ്ററി പോലെ പെട്ടെന്ന് തീപിടിക്കുന്ന സ്വഭാവം zinc-air ബാറ്ററിക്കില്ല.

ഈ ഗുണത്താല്‍ റീചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യാന്‍ പറ്റാത്ത തരത്തിലുള്ള zinc-air ബാറ്ററികള്‍ വളരെ കാലമായി കമ്പോളത്തിലുണ്ട്. എന്നാല്‍ അവയെ റീചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യുന്ന തരത്തിലാക്കുക വിഷമം പിടിച്ചകാര്യമാണ്. ബാറ്ററിക്കകത്ത് porous “air” ഇലക്ട്രോഡ് ഓക്സിജന്‍ സ്വീകരിക്കുന്നു. catalysts ന്റെ സാന്നിദ്ധ്യത്തില്‍ ജലം ചേര്‍ന്ന electrolyte ല്‍ വെച്ച് hydroxyl ions ആയി അത് മാറുന്നു. electrolyte ല്‍ കൂടി ഇത് സഞ്ചരിച്ച് സിങ്ക് ഇലക്ട്രോഡില്‍ എത്തിച്ചേരുന്നു. അവിടെ വെച്ച് സിങ്കിന് ഓക്സീകരണം സംഭവിക്കുന്നു. അപ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പുറത്ത് വരുന്ന് വൈദ്യുതിയായി മാറുന്നു. recharging ചെയ്യാന്‍ ഈ പ്രവര്‍ത്തനം വിപരീത ദിശയിലാക്കണം. zinc oxide നെ സിങ്ക് ആക്കിമാറ്റണം. ഓക്സിജനെ air electrode ല്‍ വെച്ച് പുറത്തുവിടണം. പല പ്രാവശ്യം charge and discharge cycles ആവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ air electrode ന് ശേഷി കുറയുകയോ പ്രവര്‍ത്തിക്കാതെയോ ആകും. ദ്രവ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ദ്വാരങ്ങളിലേക്ക് കയറുന്നതാണ് ഒരു കാരണം. ബാറ്ററി ഉണങ്ങി പോകാം. ഇലക്ട്രോഡുകള്‍ തമ്മില്‍ ശാഖ പോലുള്ള ഘടനയുണ്ടായി short circuit ഉണ്ടാകാം.

zinc electrode ന്റെ ആകൃതിയെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന നിര്‍മ്മാണ പരിപാടിയും സെല്ലിനകത്തെ humidity നിലനിര്‍ത്താനുള്ള വഴിയും ReVolt കണ്ടെത്തി എന്ന് പറയുന്നു. പുതിയ ഒരു air electrode അവര്‍ പരീക്ഷിച്ചു. discharge ചെയ്യുമ്പോള്‍ ഓക്സിജനുത്പാദനം കുറക്കാനും charging നടക്കുമ്പോള്‍ ഓക്സിജനുത്പാദനം കൂട്ടാനും സഹായിക്കുന്ന catalysts നെ ഉപയോഗിച്ചു. Prototypes 100 ല്‍ അധികം സൈക്കിള്‍ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിച്ചു. നൂറിലധികം സൈക്കിളുകള്‍ ഈ ബാറ്ററി പ്രവര്‍ത്തിക്കുമെന്ന് കമ്പനി പറയുന്നു. 300 – 500 cycles വരെ എത്തിക്കാനാകുമെന്ന് അവര്‍ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

fuel cell പോലെ തോന്നുന്ന ഘടനയോടുകൂടിയ പുതിയ ബാറ്ററിയാണ് ReVolt വൈദ്യുത വാഹനങ്ങള്‍ക്കായി നിര്‍മ്മിക്കുന്നത്. പുതിയ ബാറ്ററിയില്‍ പരന്ന ഒരു ഇലക്ട്രോഡ് ദ്രവ സിങ്കും കുഴല്‍ പോലുള്ള ഇലക്ട്രോഡില്‍ വായൂവുമാണ്. ബാറ്ററിയുടെ ഒരു അറയിലുള്ള സിങ്ക് ദ്രവത്തെ കുഴലിലൂടെ പമ്പ് ചെയ്ത് ഓക്സീകരണം നടത്തുമ്പോള്‍ അത് സിങ്ക് ഓക്സൈഡാവുകയും വൈദ്യുതി പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യും. സിങ്ക് ഓക്സൈഡിനെ വേറൊരറയില്‍ ശേഖരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വീണ്ടും ചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യുമ്പോള്‍ സിങ്ക് ഓക്സൈഡിനെ വായൂ ഇലക്ട്രോഡിലൂടെ കടന്ന് പോകുകയും ഓക്സിജന്‍ പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്ത് സിങ്കായി വീണ്ടും മാറുന്നു.

വൈദ്യുതവാഹനത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററിയുടെ ഊര്‍ജ്ജ സാന്ദ്രത കൂട്ടാന്‍ വായൂ ഇലക്ട്രോഡിലുള്ള പദാര്‍ത്ഥക്കോള്‍ വളരെ അധികം സിങ്ക് ദ്രവം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സിസ്റ്റം fuel-cell സിസ്റ്റമായോ സാധാരണ എഞ്ജിന്‍ പോലെയോ തോന്നും. fuel cell ലെ ഹൈഡ്രജന്‍ പോലെ വണ്ടി എഞ്ജിനില്‍ പെട്രോള്‍ പോലെയാണ് ഈ ബാറ്ററിയില്‍ സിങ്ക് ദ്രവം പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. ദീര്‍ഘകാലത്ത ആയുസ്സുണ്ടാവുന്ന ഈ ബാറ്ററിക്ക് 2,000 മുതല്‍ 10,000 cycles വരെ പ്രവര്‍ത്തിക്കാനാകും. ഒരു ഭാഗം ചീത്തയായലും, ഉദാഹരണത്തിന് വായൂ ഇലക്ട്രോഡ്, അത് മാത്രം മാറ്റിവെച്ചാല്‍ ബാറ്ററി വീണ്ടും പ്രവര്‍ത്തിച്ച് തുടങ്ങും. പുതിയ ബാറ്ററി വാങ്ങേണ്ട കാര്യമില്ല. പെട്ടെന്നുള്ള acceleration നോ ബ്രേക്ക് ചെയ്യുമ്പോള്‍ ചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യാനും മറ്റ് തരം ബാറ്ററികളോടൊപ്പം ചേര്‍ത്ത് ഉപയോഗിക്കാവുന്നവയായരിക്കും ഈ ബാറ്ററികള്‍. പരീക്ഷണത്തിലുള്ള ഇത്തരം ബാറ്ററി 200 cycles പൂര്‍ത്തിയാക്കിക്കഴിഞ്ഞു.

വാണിജ്യപരമായ ഉത്പാദനത്തിന് ഇനിയും വര്‍ഷങ്ങള്‍ വേണ്ടിവരും എന്ന് കമ്പനി പറഞ്ഞു.

— സ്രോതസ്സ് technologyreview.com

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s