आमचे सर्व लेख आणि व्हिडीओ मिळवण्यासाठी फॉलो करा : फेसबुक | युट्युब
लिथियम-आयन बॅटरीजवर चालणाऱ्या इलेक्ट्रिक वेहिकल्स वापरण्याचे प्रमाण आज भारतासह जगभरात वाढले आहे. शहरातील अनेक लोक मर्यादित अंतराच्या दैनंदिन वाहतुकीसाठी इव्हीजचाच वापर करतात. पेट्रोलचा खर्च वाचवणे हा त्यामागचा मूळ उद्देश असला तरी सरकार पातळीवर हवामान बदल आणि त्याने होणारे दुष्परिणाम रोखता यावेत यासाठी इव्हीजचा प्रचारप्रसार होतो. हे वाहन पर्यावरणपूरक आहे हे दर्शवण्यासाठी इलेक्ट्रिक वेहिकल्सना सरकार हिरवी नंबर प्लेट देतं.
पण खरंच ही वाहनं पर्यावरणपूरक असतात का? फक्त कार्बन फूटप्रिंट कमी केल्याने हवामान बदलाचा धोका टाळता येणार आहे का, अशा अनेक प्रश्नांचा पाठपुरावा करणे गरजेचे आहे. पर्यावरणाचा किंवा पेट्रोल वाचवण्याचा विचार करूनही जेव्हा आपण इलेक्ट्रिक गाड्या वापरायला सुरवात करतो तेव्हा ती चालते कशी आणि कोणत्या गोष्टींमुळे काय परिणाम होत आहेत हे एकदा बघायलाच हवं.
इलेक्ट्रिक गाड्यांमध्ये एक बॅटरी असते, ज्यामध्ये साठवल्या जाणाऱ्या ऊर्जेच्या मदतीने गाडीला गती मिळते. ही बॅटरी बनवली जाते काही ठराविक प्रकारच्या खनिजं, रसायनं आणि मूलद्रव्यांपासून. लिथियम आणि कोबाल्ट या दोन नैसर्गिक मूलद्रव्यांपासून बॅटरीची निर्मिती होते. कोबाल्ट हा विपुल प्रमाणात पृथ्वीच्या आतमध्ये सापडतो. कोबाल्ट सर्वांत जास्त प्रमाणात आढळतो तो आफ्रिकेतील काँगो या देशात. तिथली परिस्थिती काय आहे ते याआधीच्या लेखात सविस्तरपणे सांगितलं आहे.
लिथियम-आयन बॅटरी आणि त्याचे दुष्परिणाम
लिथियम-आयन बॅटरीच्या कोबाल्ट या एका कंपोनन्टसाठी जगात भीषण परिस्थती आहे तर लिथियम मिळवण्यासाठी देखील मोठ्या प्रमाणात पाणी आणि इतर साधनसंपत्तीचा वापर करावा लागतो. चिलीमध्ये पाण्याचे बाष्पीभवन करून तलावातून लिथियम काढण्यासाठी भरपूर पाण्याचा अपव्यय होतो, या प्रक्रियेला इव्हॅपोरेशन पॉंड्स म्हणतात. शिवाय यामुळे कार्बन डायॉक्साईडसारखे हानिकारक घटक देखील हवेत सोडले जातात. या प्रक्रियेमुळे स्थानिकांना पाणी टंचाईला देखील सामोरे जावे लागते. येथील खाणकामामुळे स्थानिकांना आपल्या वंशपरंपरागत जमिनी आणि घरे सोडून जावे लागत आहेत.
याशिवाय आणखी एक पद्धत लिथियम मिळवण्यासाठी वापरली जाते, ती म्हणजे हार्ड रॉक पद्धतीचे खाणकाम. हार्ड रॉक पद्धतीचे खाणकाम इव्हॅपोरेशन पॉन्ड पद्धतीला एक चांगला पर्याय उपलब्ध करून देते, कारण यामुळे पाण्याचा अपव्यय कमी होतो. असं असलं तरी या पद्धतीच्या खाणकामामुळे देखील मोठ्या प्रमाणात कार्बन डायॉक्साईड हवेमध्ये सोडला जातो. एक टन लिथियम मिळवण्यासाठी सुमारे १५ टन कार्बन डायऑक्साईड हवेत सोडला जातो.
बॅटरीजच्या जगतात लिथियम-आयन बॅटरीज एवढ्या प्रसिद्ध का झाल्या असाव्यात? अशा प्रकारच्या बॅटरीज जास्त काळ टिकतात, या बॅटरीज पॉवरफुल असून त्यांचं आऊटपुट उत्तम येतं, त्यांची ऊर्जा साठवण्याची क्षमता जास्त असते, त्या सुरक्षित आणि आर्थिकदृष्ट्या परवडणाऱ्या असतात.
पण या प्रकारच्या बॅटरीज रिसायकल करणे अवघड आहे. या बॅटरीज रिसायकल करण्यासाठी लिथियम, कोबाल्ट आणि निकेल या धातूंना वेगळे करावे लागते. यामध्ये बॅटरी वितळवणे आणि धातू वेगळे करण्यासाठी विशिष्ट प्रकारचे केमिकल्स वापरात आणले जातात.
सोडियम-आयन बॅटरीज
सोडियम-आयन बॅटरीमध्ये, सोडियम बॅटरीमधील मुख्य आयन म्हणून लिथियमची जागा घेते. लिथियम-आयन बॅटरींप्रमाणेच, सोडियम बॅटरीमध्ये चार मुख्य भाग असतात: ॲनोड (निगेटिव्ह इलेक्ट्रोड), कॅथोड (पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड), एक इलेक्ट्रोलाइट आणि एक सेपरेटर. इलेक्ट्रोलाइटचा प्रकार मॅन्युफॅक्चरर आणि डिझाईनवर अवलंबून असतो.
जमिनीमध्ये सोडियमचे प्रमाण लिथियमपेक्षा कैक पटीने जास्त आहे. जमिनीतील प्रत्येक १० लाख कणांपैकी सुमारे २३ हजार ६०० कण हे सोडियमचे असतात तर जमिनीतील १० लाख कणांपैकी २० कण हे लिथियमचे असतात. यालाच वैज्ञानिक परिभाषेत २३,६०० पार्ट्स पर मिलियन (पीपीएम) म्हटले जाते. म्हणजेच लिथियमच्या तुलनेत सोडियमचा खूप मोठा पुरवठा उपलब्ध आहे. त्यामुळे, बॅटरीमध्ये लिथियम ऐवजी सोडियमचा वापर केल्याने ते पर्यावरणासाठी टिकाऊ तर असेलच शिवाय सहज उपलब्ध होऊ शकेल.
सोडियम बॅटरीजमध्ये कमीत कमी किमतीच्या मटेरिअल्सचा वापर होऊ शकतो. लिथियम बॅटरीजमध्ये तांब्याचीच फॉईल वापरावी लागते, पण सोडियम बॅटरीजमध्ये अल्युमिनियमची फॉईल वापरली तरी चालू शकते. या सर्व घटकांमुळे सोडियम बॅटरीजची किंमत लिथियम बॅटरीजपेक्षा लक्षणीयरित्या कमी राहते.
सोडियम बॅटरीचा आणखी एक उल्लेखनीय फायदा म्हणजे वाहतूकी दरम्यान या बॅटरीज इतर बॅटरीजच्या तुलनेत अधिक सुरक्षित राहू शकतात. सोडियम बॅटरीमध्ये वाहतुकीसाठी सोडियम आयन शून्य व्होल्टपर्यंत डिस्चार्ज करण्याची क्षमता असते, यामुळे आग लागण्याची शक्यता कमी होते.
सोडियम बॅटरीजचा वापर खरंच शक्य आहे काय?
याच सोडियम बॅटरीमध्ये काही कमतरता, समस्या आहेत, त्यापैकी एक आणि प्रमुख समस्या म्हणजे लिथियम बॅटरीच्या तुलनेत सोडियम बॅटरीजमध्ये ऊर्जा साठवण्याची क्षमता खूप कमी असते. लिथियम बॅटरिजमध्ये सामान्यत: १५० ते २२० वॅट-आवर पर किलोग्राम (Wh/kg) ऊर्जा घनता असते, तर सोडियम बॅटरिजमध्ये हीच क्षमता १४० ते १६० वॅट-आवर पर किलोग्राम (Wh/kg) असते.
हा फरक इलेक्ट्रिक वाहन (EV) उत्पादकांसाठी मुख्य समस्या आहे, कारण यामुळे एका चार्जमध्ये गाडी किती दूर जाऊ शकते या संख्येवर विपरीत परिणाम होतो. यामुळे लांब पल्ल्यांसाठी बनलेल्या वाहनांत, उदाहरणार्थ ट्र्क किंवा कारमध्ये सोडियम बॅटरीजचा वापर होण्याची शक्यता कमी आहे.
आणखी एक समस्या म्हणजे एका सोडियम बॅटरीला लिथियम बॅटरीजच्या तुलनेत कमी वेळा चार्ज केले जाऊ शकते. एक सोडियम बॅटरी तुम्ही ५००० वेळा चार्ज करू शकता. तर लिथियम-आयर्न-फॉस्फेट बॅटरीज (ज्यांमध्ये लिथियमचा वापर होतो), त्या सुमारे ८ ते १० हजार वेळा चार्ज केल्या जाऊ शकतात.
या समस्येवर तोडगा काढण्यासाठी अनेक शास्त्रज्ञ काम करीत आहेत. २०२३ साली चीनमधील शास्त्रज्ञ आणि अभियंत्यांनी वेगळ्या प्रकारच्या इलेक्ट्रोडचा वापर करून सोडियम बॅटरी ६००० वेळा चार्ज केली आहे. त्यामुळे या समस्येवर लवकरात लवकर तोडगा निघेल अशी आशा आहे.
सोडियम बॅटरिजचे कमी उत्खनन खर्च, शून्य-व्होल्ट डिस्चार्जमुळे सुरक्षित वाहतूक आणि लिथियम बॅटरीच्या तुलनेत कमी ज्वलनशीलता असे अनेक फायदे आहेत. तरी सोडियम बॅटरीच्या ऊर्जा साठवण्याची कमी क्षमता, लिथियम बॅटरीच्या तुलनेत एका सोडियम बॅटरीची कमी चार्जिंग सायकल या समस्या आहेत. लिथियम आयन बॅटरीपेक्षा सोडियम आयन बॅटरी आर्थिक आणि पर्यावरणीयदृष्ट्या उत्तम असल्याचेच दिसून येते. भविष्यात या क्षेत्रात कशी प्रगती होते हे पाहणे औत्सुक्याचे ठरेल.
आमचे इतर लेख वाचण्यासाठी आणि व्हिडीओ पाहण्यासाठी क्लिक करा : फेसबुक, युट्युब | Copyright © ThePostman.co.in | All Rights Reserved.
