2025க்கு பிறகு உங்கள் மின்னணு சாதனங்களை சார்ஜ் செய்யப்போகும் பருத்தி, மருதாணி பேட்டரிகள்

எங்கும் மின்சாரம் இல்லை. ஆனால் இந்தியாவில் ஒரு தெருவில் உள்ள ஒரேயொரு ஏடிஎம் மட்டும் இன்னும் நோட்டுகளை மகிழ்ச்சியுடன் விநியோகித்து வருகிறது. இதற்குக் காரணம், எரிந்த பருத்தி.

ஆம். இந்த ஏடிஎம் இயந்திரத்தின் உள்ளே ஒரு பேட்டரி உள்ளது. அது கவனமாக எரிக்கப்பட்ட பஞ்சிலிருந்து எடுக்கப்பட்ட கார்பனை கொண்ட ஒரு பேட்டரி.

"உண்மையைச் சொல்வதானால், இதன் செயல்முறையை ரகசியமாக வைத்துள்ளோம்," என்று பேட்டரியை தயாரித்த ஜப்பானிய நிறுவனமான PJP Eye-ன் தலைமை தககால் பிரிவு அதிகாரி இன்கெட்சு ஒகினா கூறுகிறார்.

அவர் நகைச்சுவைக்காகச் சொல்லவில்லை. "வெப்பநிலை என்னவென்பது ரகசியம், அதன் சூழலும் ரகசியம், என்ன அழுத்தத்தில் தயாரிக்கப்படுகிறது என்பதும் ரகசியம்," என்று அவர் தொடர்ந்து கூறுகிறார்.

எனினும், 3,000 டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் உயர் வெப்பநிலை தேவை என்று ஒகினா கூறுகிறார். ஒரு கிலோ பருத்தி 200 கிராம் கார்பனை உற்பத்தி செய்கிறது. ஒவ்வொரு பேட்டரி செல்லுக்கும் 2 கிராம் கார்பன் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது. இந்த நிறுவனம் 2017ஆம் ஆண்டில் வாங்கிய பருத்தியை, இன்னும் முழுமையாகப் பயன்படுத்தவில்லை என்று ஒகினா கூறுகிறார்.

ஜப்பானின் ஃபுக்குவோகாவில் உள்ள கியூஷு பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்களுடன் இணைந்து PJP Eye நிறுவனம் உருவாக்கிய பேட்டரிகளில், இரண்டு மின்முனைகளில் ஒன்றான ஆனோடுக்கு கார்பன் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இந்த மின்முனைகளுக்கு இடையில் அயனிகள், பேட்டரிகளில் உள்ள சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் பாய்கின்றன. பேட்டரியை சார்ஜ் செய்யும்போது அயனிகள் ஒரு திசையில் நகரும், சாதனத்திற்கு ஆற்றலை வெளியிடும்போது மற்ற திசையில் நகரும்.

பெரும்பாலான பேட்டரிகள் கிராஃபைட்டை ஆனோடாக பயன்படுத்துகின்றன. ஆனால் PJP Eye நிறுவனத்தின் அணுகுமுறை இன்னும் நிலையானது. ஏனெனில் அவர்களால் ஆடைத் தொழிலில் இருந்து கழிவுகளாக வெளியேறும் பஞ்சைக் கொண்டு ஆனோடுகளை உருவாக்க முடியும் என்று வாதிடுகிறார்கள்.

மின்சார வாகனங்கள், பெரிய ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளின் வளர்ச்சியால், வரவிருக்கும் ஆண்டுகளில் பேட்டரிகளுக்கான தேவை அதிகரிக்கும். சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் தொழில்கள் இன்று பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் லித்தியம் மற்றும் கிராஃபைட்டுக்கு மாற்றை அவசர அவசரமாக உருவாக்கி வருகின்றன.

பிஜேபி ஐ நிறுவனத்தைப் போல, பேட்டரி உற்பத்திக்கு மிகவும் நிலையான மற்றும் பரவலாகக் கிடைக்கும் பொருட்களைப் பயன்படுத்தலாம் என்று அவர்கள் வாதிடுகின்றனர்.

லித்தியம் சுரங்கங்கள், சுற்றுச்சூழலில் கணிசமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். உலோகத்தைப் பிரித்தெடுக்க அதிக அளவு தண்ணீர் மற்றும் ஆற்றல் தேவை. மேலும் இந்தச் செயல்முறை நிலப்பரப்பில் பெரிய வடுக்களை ஏற்படுத்தும். சுரங்கத்திலிருந்து எடுக்கப்பட்ட லித்தியம் கப்பல் மூலம் வெகு தொலைவு, சீனா போன்ற நாடுகளுக்கு கொண்டு செல்லப்பட்டு சுத்திகரிக்கப்படுகிறது.

கிராஃபைட்டும் சுரங்கங்களில் இருந்து எடுக்கப்படுகிறது அல்லது புதைபடிம எரிபொருட்களில் இருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது, இரண்டும் சுற்றுச்சூழலில் எதிர்மறையான தாக்கங்களை ஏற்படுத்துகின்றன.

“பேட்டரி பொருள் சுரங்கத்திலிருந்து எடுக்கப்படும் போதும், வேறு இடங்களுக்கு எடுத்துச் செல்லப்படும்போதும், கார்பன் தடயம் எவ்வாறு அதிகரிக்கிறது என்பதை கற்பனை செய்வது மிகவும் எளிதானது,” என்று எஸ்&பி குளோபல் கமாடிடி இன்சைட்ஸில் பகுப்பாய்வாளரான சாம் வில்‌கின்சன் கூறுகிறார்.

மற்றொரு உதாரணத்தை எடுத்துக் கொள்ளலாம்: பல லித்தியம்-அயான் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படும் கோபால்ட், பெரும்பாலும் காங்கோ நாட்டில் பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. ஆனால் அங்கு ஆபத்தான வேலை நிலைமைகள் இருப்பதாகத் தகவல்கள் வெளியாகின்றன.

டிஜிட்டல் கருவிகளால் நிறைந்த இந்த உலகில் பேட்டரிகள் தவிர்க்க முடியாததாக ஆகிவிட்டன. கடல் நீரிலிருந்து உயிரி கழிவு மற்றும் இயற்கை நிறமிகள் வரை, இயற்கையில் மிகவும் பரவலாகக் கிடைக்கும் பல சாத்தியமான மாற்றுகள் உள்ளன. ஆனால் இதில் சவால் என்னவென்றால், தற்போது பயன்பாட்டில் உள்ள பேட்டரிகளுடன் அவை உண்மையில் போட்டிபோடத் திறன் உள்ளது என நிரூபிப்பது ஆகும்.

பிஜேபி ஐ பேட்டரி செயல்திறனை மேம்படுத்துவதோடு, பேட்டரிகளை பசுமையாக்குவதற்கான சாத்தியத்தையும் முன்னெடுக்கிறது.

"எங்கள் கார்பனுக்கு கிராஃபைட்டை விட பெரிய மேற்பரப்பு உள்ளது," என்று ஒகினா கூறுகிறார். அவர்களின் கேம்ப்ரியன் ஒற்றை கார்பன் பேட்டரியில் உள்ள ஆனோடின் வேதியியல் காரணமாக பேட்டரி மிக வேகமாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. இது தற்போதுள்ள லித்தியம் அயான் பேட்டரிகளைவிட 10 மடங்கு வேகமாக சார்ஜ் ஆகும் என்று அவர் கூறுகிறார்.

பேட்டரியின் கத்தோடு "பேஸ் மெட்டல்" ஆக்சைடால் தயாரிக்கப்படுகிறது. ஆனால் அது எதிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது என ஒகினா வெளிப்படையாகக் கூற மறுத்து விட்டார். எனினும், இந்த உலோகங்களில் தாமிரம், ஈயம், நிக்கல் மற்றும் துத்தநாகம் ஆகியவை அடங்கும். இவை லித்தியம் போன்ற கார உலோகங்களைவிட எளிதாகவும் குறைவாகவும் வினைபுரியும்.

இந்த நிறுவனம் இரண்டு கார்பன் எலக்ட்ரோடு பேட்டரி தயாரிப்பில் ஈடுபட்டு வருகிறது. இதில் இரு எலக்ட்ரோடுகளும் தாவர அடிப்படையிலான கார்பனில் இருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. இந்த தொழில்நுட்பம் கியூஷு பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்களால் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆராய்ச்சியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இருப்பினும் இந்த பேட்டரி 2025ஆம் ஆண்டுக்குப் பிறகே கிடைப்பதற்கான வாய்ப்புண்டு.

பேட்டரியை விரைவாக சார்ஜ் செய்ய முடியும் என்றால், ஏடிஎம்-க்கு அது அவ்வளவு பெரிய விஷயமல்ல, ஆனால் நீங்கள் இ-பைக் வைத்திருந்தால் உங்களுக்கு இது மிகவும் அவசியமானதாக இருக்கும்.

சீன நிறுவனமான கோசியா, ஹிட்டாசியுடன் இணைந்து, பிஜேபி ஐ-இன் பேட்டரியை பயன்படுத்தும் எலக்ட்ரிக் மோட்டார் சைக்கிளை உருவாக்கியுள்ளதாகவும், 2024ஆம் ஆண்டின் தொடக்கத்தில் ஜப்பானில் விற்பனைக்கு வரும் என்றும் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.

இந்த பைக்கின் அதிகபட்ச வேகம் மணிக்கு 50 கிமீ மற்றும் ஒரு முறை சார்ஜ் செய்தால், 70 கிமீ தூரம் பயணம் செய்யலாம்.

ஃபின்லாந்தில் உள்ள ஸ்டோரா என்ஸோ மரங்களில் காணப்படும் பசை போன்ற லிக்னினிலிருந்து கிடைக்கும் கரிமத்தைப் பயன்படுத்தும் பேட்டரி ஆனோடை கண்டுபிடித்துள்ளது.

சில ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, தற்போது கிடைக்கக்கூடிய பேட்டரிகளைவிட மிகவும் நிலையான, திட நிலை பேட்டரிகளை உருவாக்க, கத்தோடு மற்றும் ஆனோடு இடையே அயனிகளின் ஓட்டத்தை எளிதாக்கும் மின்பகுதியை மாற்றி பருத்தியைப் பயன்படுத்தலாம்.

சிலர் இயற்கையில் இன்னும் பெரிய, கிட்டத்தட்ட தீராத ஆற்றல் மூலங்களை ஆராய்கிறார்கள். ஜெர்மனியில் உள்ள ஹெல்ம்ஹோல்ட்ஸ் இன்ஸ்டிடியூட் உல்மின் துணை இயக்குநர் ஸ்டெஃபானோ பாசரினி, உலகின் கடல்கள் பேட்டரிகளுக்கான "நடைமுறையில் வரம்பற்ற" பொருட்களை வழங்குகின்றன என்று வாதிடுகிறார்.

மே 2022இல் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வறிக்கையில், அவரும் அவரது குழுவினரும் கடல் நீரிலிருந்து சோடியம் அயன்களை பிரித்தெடுத்து, அதிலிருந்து உலோக சோடிய தயாரிப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை முன் வைத்தனர். இதைச் செய்ய, சோடியம் அயான்கள் கடந்து செல்லக்கூடிய சிறப்பு பாலிமர் மின்பகுதியை குழு வடிவமைத்தது.

இருப்பினும், இதில் சவால்கள் உள்ளன. லித்தியத்தை போன்ற சோடியம், தண்ணீருடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது உற்சாகமாக வினைபுரிகிறது. "இதனால் வெடிப்பு ஏற்படலாம்" என்று பாசரினி கூறினார்.

எனவே, சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் கத்தோடுகளுக்கான பாதுகாப்பான மாற்றாக எலும்பு மற்றும் பற்களில் இயற்கையாகக் காணப்படும் பொருளான கால்சியத்தை கருதுகிறார்கள்.

எதிர்கால பேட்டரிகளுக்கு அவற்றின் திறனை வழங்கக்கூடிய பொருட்களின் பட்டியல் விசித்திரமாகிறது. நியூயார்க்-சி.யூ.என்.சி-யின் சிட்டி காலேஜில் உள்ள ஜார்ஜ் ஜான் மற்றும் அவரது குழுவினர், தாவரங்கள் மற்றும் பிற உயிரினங்களில் காணப்படும் உயிர் வேதியியல் நிறமிகளான குயினோன்கள், பேட்டரிகளில் மின்முனைகளாக செயல்படும் திறனை நீண்ட காலமாக ஆராய்ந்து வருகின்றனர். அவர்கள் லாசோனியா இனெர்மிஸ் என்ற மரத்திலிருந்து கிடைக்கும் மருதாணியின் மூலக்கூறு கொண்டு செய்யப்பட்ட ஆய்விலும் நம்பிக்கைக்குரிய முடிவுகளைப் பெற்றுள்ளனர்.

"இது எங்கள் கனவு. நாங்கள் நிலையான பேட்டரியை உருவாக்க விரும்புகிறோம்," என்று ஜான் கூறுகிறார்.

இதில் சவால் என்னவென்றால், இயற்கையான மருதாணியின் மூலக்கூறு மிகவும் கரையக்கூடிய தன்மை கொண்டது. கத்தோடாக பயன்படுத்தப்படும்போது, அது திரவ மின்பகுதியில் படிப்படியாகக் கரைந்துவிடும். ஆனால் நான்கு மருதாணி மூலக்கூறுகளை இணைத்து லித்தியத்தை சேர்ப்பதன் மூலம், மிகவும் வலுவான படிக அமைப்பைக் கொண்ட மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய பொருளை உருவாக்க முடிந்ததாக ஜான் விளக்குகிறார்.

"படிகத்தன்மை அதிகரிப்பதால், கரையக்கூடிய தன்மை குறைகிறது," என்று அவர் விளக்குகிறார்.

ஜான் மற்றும் அவரது குழுவினர் ஆராயும் பேட்டரி வடிவமைப்புகள் மின்சார வாகனங்களுக்கு இயக்க சக்தியளிக்கப் போதுமான திறனைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்றாலும், அவை ஒருநாள் சிறிய டிஜிட்டல் சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, நீரிழிவு நோய் உள்ளவர்களின் ரத்த சர்க்கரை அளவை அளவிடும் கருவிகளைச் சொல்லலாம்.

மற்ற ஆராய்ச்சியாளர்கள் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படும் புதிய வகையான மின்முனைகளை உருவாக்க சோளக் கழிவுகள் மற்றும் தர்பூசணி விதை ஓடுகள் போன்ற பல்வேறு பொருட்களைப் பயன்படுத்தி ஆராய்ந்து வருகின்றனர்.

இருப்பினும், பேட்டரி தொழிலின் வளர்ந்து வரும் தேவையைப் பூர்த்தி செய்யக்கூடிய அளவில் இவற்றை உற்பத்தி செய்வதில் சவால் இருக்கலாம்.

எந்த மாற்று பேட்டரி பொருட்களுக்கும், ஒட்டுமொத்த சவால் எப்போதும் எதிர்பார்க்கப்படும் அசாதாரண தேவையைப் பூர்த்தி செய்வதில்தான் உள்ளது. இன்றைய லித்தியம் மற்றும் கிராஃபைட்-அடிப்படையிலான பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தை எடுத்துக் கொண்டால், இன்று 700 கிலோடன்கள் கிராஃபைட் தேவைப்படுகிறது. அதைத் தொடர்ந்து பயன்படுத்தினால், 2030ஆம் ஆண்டுக்குள் உலகத்திற்கு சுமார் இரண்டு மெகாடன்கள் கிராஃபைட் தேவைப்படும் என்று வுட் மெக்கென்சியின் ஆய்வாளரான மேக்ஸ் ரெய்ட் மதிப்பிடுகிறார்.

கிராஃபைட்டுக்கு மாற்றாக ஒரு பொருளைக் கண்டறிவது மிகவும் விலை உயர்ந்ததாக இருக்கும். மேலும் வணிக ரீதியாக ஆபத்தானதும்கூட என்று கலிபோர்னியாவை சேர்ந்த பேட்டரி விஞ்ஞானி மற்றும் பொறியாளர் ஜில் பெஸ்தானா தற்போது சுயாதீன ஆலோசகராக பணியாற்றுபவர் குறிப்பிடுகிறார்.

உயிர்வளக் கழிவுகளை கார்பன் மின்முனைகளுக்குப் பயன்படுத்துவது குறித்து அவர் சந்தேகம் கொண்டுள்ளார். ஏனெனில் அத்தகைய கழிவுகளின் மூலங்கள் எப்போதும் சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்றதாக இருக்காது.

மறுபுறம், தாங்கள் வாங்கும் தயாரிப்புகள் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்ததாக இருக்கிறதா எனக் கவலைப்படும் , நுகர்வோர் இருக்கும் சந்தையில், மாற்று பேட்டரிகளுக்கு நல்ல வரவேற்பு இருக்கும்.

“இந்த முயற்சியை முன்னெடுத்துச் செல்வதில் மக்களுக்கு மிகப் பெரிய பங்கு உண்டு” என்கிறார் பெஸ்தானா.