कैल्शियम तरल बैटरियों को आश्चर्यजनक रूप से बढ़ावा देता है

एमआईटी के प्रोफ़ेसर डोनाल्ड सैडोवे द्वारा विकसित लिक्विड बैटरियाँ, एक रोमांचक नई बैटरी तकनीक है जो बैटरियों को 12 घंटे तक बड़ी मात्रा में ऊर्जा धारण करने और समय के साथ इसे धीरे-धीरे डिस्चार्ज करने की अनुमति देती है, जिससे यह नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों के लिए एक आकर्षक भंडारण विकल्प बन जाती है। अब सैडोवे और उनकी टीम ने एक नया लिक्विड बैटरी मैट्रिक्स विकसित किया है जो बैटरी को उपयोगकर्ताओं के लिए और भी अधिक कुशल और किफ़ायती बनाने का वादा करता है। सैडोवे द्वारा विकसित और एम्ब्री द्वारा व्यावसायीकृत, लिक्विड पावर सेल अद्वितीय हैं क्योंकि संचालन के दौरान सभी घटक द्रव अवस्था में रहते हैं। बैटरियों में मूल रूप से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में मैग्नीशियम और धनात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में एंटीमनी के साथ-साथ एक कम लागत वाले पिघले हुए लवण इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग किया जाता था। नई बैटरी तकनीक कैल्शियम का उपयोग करती है, जो निश्चित रूप से एक काफी प्रचुर और किफ़ायती रसायन है, जो बैटरी के अंदर इलेक्ट्रोड और पिघले हुए लवण दोनों के लिए है। कैल्शियम के साथ काम करना एक जटिल रसायन था क्योंकि यह लवण में जल्दी घुल जाता है, जिससे इसे लिक्विड बैटरी में उपयोग करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है, जिसके लिए तीन अलग-अलग द्रव परतों की आवश्यकता होती है जो बैटरी के रूप में एक साथ काम करते हुए भी अलग-अलग रहती हैं। कैल्शियम का गलनांक भी बहुत ऊँचा होता है, जिसके लिए सैद्धांतिक रूप से बैटरी को 900 डिग्री सेल्सियस पर काम करना आवश्यक था। एमआईटी में मैटेरियल्स केमिस्ट्री के जॉन एफ. इलियट प्रोफेसर सैडोनवे ने कहा, "यह सबसे कठिन रसायन विज्ञान था।" संबंधित: यह 9,000mAh का पोर्टेबल बैटरी बैंक केवल 18 मिनट में खुद को रिचार्ज कर सकता है। गर्म होने की समस्या से निपटने के लिए, टीम ने लिक्विड इलेक्ट्रोड बनाते समय कैल्शियम के साथ मैग्नीशियम मिलाया। मैग्नीशियम का गलनांक बहुत कम होता है, जिससे बैटरी काफी कम तापमान पर काम कर सकती है। टीम ने बैटरी की आंतरिक इलेक्ट्रोलाइट परत के लिए एक नया सूत्रीकरण भी विकसित किया, जो इलेक्ट्रोड के बीच आयनों के स्थानांतरण के लिए मैट्रिक्स प्रदान करता है। नए नमक-आधारित सूत्रीकरण में लिथियम क्लोराइड और कैल्शियम क्लोराइड का उपयोग किया गया है, और यह पहले विकसित लिक्विड बैटरी तकनीक की तुलना में काफी तेज़ दर पर आयन विनिमय की अनुमति देता है। नए लिथियम इलेक्ट्रोलाइट का एक दूसरा, अप्रत्याशित अतिरिक्त लाभ भी है - ऑपरेटिंग तापमान को कम करने और बैटरी आउटपुट को बढ़ाने के अलावा, यह कैल्शियम-मैग्नीशियम इलेक्ट्रोड को नमक में घुलने से रोककर पावर सेल की त्रि-परत प्रकृति को बनाए रखने में भी मदद करता है। और शायद इस नई लिक्विड बैटरी का सबसे बड़ा फ़ायदा इस तकनीक के आपूर्ति पक्ष से है। कैल्शियम और मैग्नीशियम दोनों का खनन एक साथ होता है और इन्हें अलग करना महंगा होता है। चूँकि इन नई बैटरियों में कैल्शियम और मैग्नीशियम का एक साथ उपयोग होता है, इसलिए बैटरियों का उत्पादन कहीं अधिक किफ़ायती है। सैडोवे और उनकी टीम का मानना ​​है कि यह नया सूत्रीकरण बैटरी तकनीक के एक नए क्षेत्र की शुरुआत है। टीम को उम्मीद है कि यह काम अन्य वैज्ञानिकों को ऐसे अन्य रासायनिक संयोजनों की खोज करने के लिए प्रेरित करेगा जो बिजली का संचालन करने में कुशल हों और जिनका उत्पादन और भी किफ़ायती हो। सैडोवे कहते हैं, "यहाँ सीख यह है कि विभिन्न रसायनों का अन्वेषण करें और बदलती बाज़ार स्थितियों के लिए तैयार रहें।"यह भी देखें: ओएस1एस ग्रीन बिल्डिंग्स के लिए रेमंड डी हुलु का विज़न