सांस लेने वाली बैटरी

आईबीएम भविष्य को देखना जारी रखता है और उन परियोजनाओं पर काम करता है जो निकट भविष्य में हमारी जीवन शैली में क्रांतिकारी बदलाव लाएंगे। बैटरी 500 , एक "श्वास" बैटरी की एक परियोजना है, जिस पर एक औसत इलेक्ट्रिक कार बिना रिचार्ज किए 500 मील (800 किमी) तक की यात्रा कर सकती है, ऐसी परियोजनाओं को संदर्भित करता है। नीली विशालकाय में, वे एक ऐसी बैटरी का निर्माण करने में सक्षम थे जो "श्वास" ऑक्सीजन द्वारा बिजली उत्पन्न करती है, और रिचार्ज करती है - इसे "वायुमंडल में" छोड़ देती है। ऐसी योजना (बैटरी के अंदर हवा का आदान-प्रदान) के लिए धन्यवाद, आईबीएम शोधकर्ताओं ने आयन बैटरी की तुलना में बैटरी के आकार, उनके वजन, साथ ही दक्षता के संकेतकों को कम करने की उम्मीद की है - बैटरी 500 अधिक किफायती और कुशल होने का वादा करता है।

वैज्ञानिक लंबे समय से लिथियम-एयर बैटरी की ओर देख रहे हैं, लेकिन अभी तक केवल आईबीएम ही एक कार्यशील प्रोटोटाइप का निर्माण कर पाई है। कंपनी में इस क्षेत्र (ऊर्जा) के लिए जिम्मेदार, विन्फ्रेड विल्के कहते हैं, "बैटरी में होने वाली मूलभूत प्रक्रियाएं अब संदेह में नहीं हैं।" आईबीएम का मानना ​​है कि इस तकनीक से कार रिचार्जेबल बैटरी का निर्माण संभव है जो एक बार में 500 मील तक की यात्रा कर सकती है। हालांकि, विकल नोट के रूप में, प्रोटोटाइप के पास बाजार में आने से पहले एक लंबा रास्ता तय करना है: "असली कार में बैटरी स्थापित करने से पहले हमें बहुत कुछ करना है।" लेकिन नीली विशाल को उम्मीद है कि 2020 के बाद बड़े पैमाने पर उत्पादन और उपयोग के मामले में बैटरी अब और अधिक वास्तविक होगी।

फिलहाल, मोटर वाहन बाजार में निम्नलिखित स्थिति विकसित हुई है - इलेक्ट्रिक कारें अभी भी अव्यावहारिक हैं, आंशिक रूप से सीमित संसाधन (ऐसी कारें जो आज निर्मित हैं, बिना रिचार्जिंग के औसतन 200-400 किलोमीटर की यात्रा कर सकती हैं), आंशिक रूप से भारी होने के कारण। बैटरी के वजन का अनुपात जो ऊर्जा को इंजन को प्रदान कर सकता है वह अभी भी क्लासिक आईसीई के लिए उसी अनुपात तक नहीं पहुंचता है, जहां एक टैंक पर आप एक हजार किलोमीटर (या इससे भी अधिक) की दूरी के साथ एक यात्रा कर सकते हैं। बैटरी तकनीक में पेश किए गए सुधार आज केवल ऊर्जा की मात्रा को थोड़ा बढ़ाते हैं, लेकिन समग्र डिजाइन में काफी वृद्धि करते हैं।



विल्का और उनकी टीम ने जो हासिल किया उसे सरल शब्दों में वर्णन करना काफी आसान है: उन्होंने बैटरी में प्रतिक्रियाओं के सामान्य पाठ्यक्रम के लिए आवश्यक आंतरिक ऑक्सीजन विनिमय की बैटरी को वंचित किया, बजाय इसके कि वह वातावरण में ऑक्सीजन पर निर्भर रहे। जीवन देने वाली गैस क्लासिक सिस्टम के दहन कक्ष के समान "ओपन सिस्टम" की सेल में प्रवेश करती है। इस सेल के अंदर, ऑक्सीजन एक बहुत छोटे से अंतरिक्ष में एक एंग्स्ट्रॉम (1.0 × 10 ^-10 मीटर) की तुलना में थोड़ा अधिक प्रवेश करती है, बैटरी के कैथोड पर लिथियम आयनों और इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिक्रिया करता है। जो प्रतिक्रिया होती है वह लिथियम आयनों को लिथियम पेरोक्साइड में बदल देती है, इलेक्ट्रॉनों को मुक्त करती है और इंजन के लिए बिजली पैदा करती है।

"मुख्य प्लस यह है कि हमें अब प्रतिक्रिया को संपीड़ित करने की कोशिश करने की आवश्यकता नहीं है," विल्के कहते हैं: "बैटरी इस्तेमाल की गई कैथोड सामग्री के प्रति ग्राम 10,000 मिली-प्रति घंटे तक उत्पादन कर सकती है।"

उसी समय, आईबीएम ने तुरंत जोर देकर कहा कि दक्षता में इतनी बड़ी वृद्धि से उस समय शक्ति में आनुपातिक वृद्धि नहीं होगी जब इस प्रकार की बैटरी वाले पहले इलेक्ट्रिक वाहन बाजार पर दिखाई दिए - यह अभी भी प्रतिक्रिया का समर्थन करने के लिए आवश्यक सामग्रियों का उपयोग करता है और उत्पन्न ऊर्जा का एक ही समय में "खाने"। लेकिन प्रयोग अभी भी दिखाता है कि इस्तेमाल की गई तकनीक का उपयोग करके कितनी अधिक ऊर्जा उत्पन्न / संग्रहीत की जा सकती है।

जैसे ही बैटरी ऑक्सीजन के साथ संतृप्त होती है, यह अपने अधिकतम आवेश पर पहुँच जाती है और रिचार्जिंग के लिए एक शक्ति स्रोत से जुड़ी होनी चाहिए, जिसके दौरान बैटरी संचित ऑक्सीजन को "आयनित" करती है, लिथियम को आयनित अवस्था में लौटाती है।

विल्के के नेतृत्व में अनुसंधान दल, ज्यूरिख के भौतिकविदों की अन्य टीमों के साथ, परमाणु प्रक्रियाओं को बैटरी डिजाइन करते समय आईबीएम ब्लू जीन का उपयोग किया गया, अधिक विशेष रूप से, यह समझते हुए कि बैटरी के आयन और अणु किस तरह से बातचीत करेंगे और क्या प्रक्रियाएं होंगी। ।

निकट भविष्य में, टीम नई तकनीक पर एक वैज्ञानिक लेख तैयार करने की उम्मीद करती है, उस क्षण तक केवल कुछ विवरण उपलब्ध होंगे, जिनमें से अधिकांश यहां वर्णित हैं। हालांकि, यह तुरंत नोट किया जा सकता है कि हाल ही में खोजी गई सामग्री (जैसे ग्राफीन) आगे के प्रयोगों में इस्तेमाल होने की संभावना नहीं है, और इससे भी अधिक लिथियम-लिथियम बैटरी के उत्पादन में - जैसा कि विल्के कहते हैं, कार्बन से संबंधित सभी चीजें उपयुक्त नहीं हैं ईंधन कोशिकाओं का निर्माण, क्योंकि वे लंबे समय तक उपयोग के साथ अस्थिर हो जाते हैं।

अंग्रेजी में परिचयात्मक वीडियो: