సోడియం బ్యాటరీతో సెకన్లలో ఛార్జింగ్..
దిశ, ఫీచర్స్ : మన చేతిలో ఉండే స్మార్ట్ ఫోన్ పూర్తిగా ఛార్జ్ కావడానికి 1-2 గంటలు సమయం పడుతుంది. అలాగే ఎలక్ట్రిక్ కారు పూర్తిగా ఛార్జ్ కావడానికి చాలా గంటలు పడుతుంది. నేటికీ ఎలక్ట్రిక్ గాడ్జెట్‌లు లేదా ఎలక్ట్రిక్ కార్ల అతిపెద్ద సమస్య లేట్ గా ఛార్జింగ్ కావడం అయితే ఇప్పుడు ఫాస్ట్ ఛార్జింగ్ టెక్నాలజీ రానుంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న శాస్త్రవేత్తలు కొన్ని సెకన్లలో పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయగలిగేటువంటి బ్యాటరీని కనుగొనడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు.
ప్రస్తుత యుగంలో స్మార్ట్‌ఫోన్‌లతో సహా అనేక గాడ్జెట్‌లు మన దైనందిన జీవితంలో ముఖ్యమైన భాగంగా మారాయి. అదే సమయంలో ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు వచ్చాయి. అయితే పెట్రోల్, డీజిల్ ఖర్చులను నివారించడానికి, ప్రజలు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలను కొనుగోలు చేస్తున్నారు. ఇవన్నీ కూడా బ్యాటరీతో నడిచే వాహనాలే. కానీ ఇప్పటి వరకు సెకన్లలో ఛార్జ్ చేయగల బ్యాటరీలు మాత్రం అస్సలు మార్కెట్లోకి రాలేదు.
లిథియంకు మరో ప్రత్యామ్నాయం..
సాంకేతికత చాలా ముందుకు వచ్చింది. కానీ బ్యాటరీల పై ఇంకా చాలా పని చేయాల్సి ఉంది. స్మార్ట్‌ఫోన్లు తయారుచేశారు, ఈవీలు తయారుచేశారు, కానీ వాటి ఛార్జింగ్ సమస్య తీరాల్సినంతగా పరిష్కారం దొరకలేదు. తక్షణమే ఛార్జ్ అయ్యేలా బ్యాటరీని తయారు చేసేందుకు పరిశోధకులు నిరంతరం ప్రయత్నిస్తున్నారు.
ప్రస్తుతం, లిథియం అయాన్ బ్యాటరీలను ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు. కానీ త్వరగా ఛార్జింగ్ కాకపోవడం వల్ల ఇతర ఎంపికలను కూడా శాస్త్రవేత్తలు చూస్తున్నారు. వీటిలో ఒకటి సోడియం, ఇది బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ సమస్యను పరిష్కరించడంలో ముఖ్యమైనదిగా పరిగణిస్తున్నారు.
సోడియం బ్యాటరీ..
సోడియం అయాన్‌తో తయారైన బ్యాటరీలు త్వరగా ఛార్జ్ అవుతాయని తాజా పరిశోధన కూడా నిర్ధారించింది. దక్షిణ కొరియా విశ్వవిద్యాలయం చేసిన పరిశోధన సోడియం - అయాన్ బ్యాటరీలను కొన్ని సెకన్లలో ఛార్జ్ చేయడానికి మార్గాన్ని తెరిచింది. ఇది పెద్ద విజయంగా భావిస్తున్నారు.
సోడియం (Na) లిథియం (Li) కంటే 500 రెట్లు ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉంటుంది. ఇటీవల, సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీ సాంకేతికత సంభావ్యత మొత్తం ప్రపంచం దృష్టిని ఆకర్షించింది. అయినప్పటికీ, ఇప్పటికే ఉన్న సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలు తక్కువ అవుట్‌పుట్ పవర్, పరిమిత నిల్వ లక్షణాలు, ఎక్కువ ఛార్జింగ్ సమయాలు వంటి కొన్ని పరిమితులను కలిగి ఉన్నాయి. అందుకే తదుపరి తరం శక్తి నిల్వ పదార్థాల అభివృద్ధి అవసరం.
సోడియం బ్యాటరీలో వేగవంతమైన ఛార్జింగ్..
ఇటీవల దక్షిణ కొరియా, కొరియా అడ్వాన్స్‌డ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (KAIST) మెటీరియల్స్ సైన్స్ అండ్ ఇంజినీరింగ్ విభాగానికి చెందిన ప్రొఫెసర్ జియుంగ్ కూ కాంగ్ నేతృత్వంలోని పరిశోధనా బృందం అధిక శక్తితో కూడిన హైబ్రిడ్ సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీని అభివృద్ధి చేసింది. ఇది వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. KAIST కేవలం కొన్ని సెకన్లలో ఫోన్‌ను ఛార్జ్ చేయగల సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీని తయారు చేయడంలో విజయం సాధించింది.
వినూత్న హైబ్రిడ్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ సాధారణంగా బ్యాటరీలలో ఉపయోగించే యానోడ్ పదార్థాలను సూపర్ కెపాసిటర్లకు తగిన క్యాథోడ్‌లతో అనుసంధానిస్తుంది. ఈ కలయిక పరికరం అధిక నిల్వ సామర్థ్యం, వేగవంతమైన ఛార్జ్- ఉత్సర్గ రేట్లు రెండింటినీ సాధించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ నాణ్యత తదుపరి తరం లిథియం - అయాన్ బ్యాటరీలకు ప్రత్యామ్నాయంగా చేస్తుంది.
అయినప్పటికీ అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన హైబ్రిడ్ బ్యాటరీల అభివృద్ధికి బ్యాటరీ - రకం యానోడ్, నెమ్మదిగా శక్తి నిల్వ రేటును మెరుగుపరచడంతో పాటు సూపర్ కెపాసిటర్ - రకం కాథోడ్ పదార్థం, తక్కువ కెపాసిటెన్స్‌ను పెంచడం అవసరం.
ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, ప్రొఫెసర్ కాంగ్ బృందం హైబ్రిడ్ బ్యాటరీల, ఆప్టిమైజ్ చేసిన సంశ్లేషణ కోసం రెండు వేర్వేరు మెటల్ - ఆర్గానిక్ ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లను ఉపయోగించింది. ఈ విధానంలోహ - సేంద్రీయ ఫ్రేమ్‌వర్క్ నుండి పొందిన పోరస్ కార్బన్‌లో గ్రాన్యులర్ యాక్టివ్ మెటీరియల్‌లను చేర్చడం ద్వారా మెరుగైన గతిశాస్త్రంతో యానోడ్ పదార్థాలను అభివృద్ధి చేసింది.
అదనంగా అధిక సామర్థ్యం గల కాథోడ్ పదార్థం సంశ్లేషణ చేశారు. కాథోడ్, యానోడ్ పదార్థాల కలయిక సోడియం-అయాన్ నిల్వ వ్యవస్థ అభివృద్ధిని సులభతరం చేసింది. ఇది బ్యాలెన్స్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేసింది. ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య శక్తి నిల్వ రేట్లలో అసమానతలను తగ్గించింది.
కొత్తగా అభివృద్ధి చేసిన యానోడ్, కాథోడ్‌తో కూడిన అసెంబుల్డ్ ఫుల్ సెల్ అధిక-పనితీరు గల హైబ్రిడ్ సోడియం-అయాన్ శక్తి నిల్వ పరికరాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. పరికరం వాణిజ్య లిథియం - అయాన్ బ్యాటరీల శక్తి సాంద్రతను అధిగమిస్తుంది. సూపర్ కెపాసిటర్ శక్తి సాంద్రత లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. ఇది ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల నుండి స్మార్ట్ ఎలక్ట్రానిక్ గాడ్జెట్‌లు, ఏరోస్పేస్ టెక్నాలజీ వరకు ప్రతిదానిలో వేగవంతమైన ఛార్జింగ్‌కు తలుపులు తెరిచింది. ఛార్జింగ్ సమస్య నుంచి బయటపడటానికి ఈ సాంకేతికత త్వరలో వీటన్నింటిలో కనిపిస్తుంది.
ఫోన్‌ల నుండి EVల వరకు సోడియం బ్యాటరీలు..
247 Wh/kg శక్తి సాంద్రత, 34,748 W/kg శక్తి సాంద్రతను వేగంగా ఛార్జింగ్ చేయగల సామర్థ్యం ఉన్న హైబ్రిడ్ సోడియం-అయాన్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ పరికరం. ప్రస్తుత శక్తి నిల్వ వ్యవస్థల పరిమితులను అధిగమిస్తుందని ప్రొఫెసర్ కాంగ్ చెప్పారు. ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలతో సహా వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో దీనిని ఉపయోగించాలని వారు భావిస్తున్నారు.
