ന്യൂഡൽഹി, 2026 ജൂലൈ 24
വൈദ്യുതിയായി വീണ്ടും ചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന സിങ്ക്–എയർ ബാറ്ററികളുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമത കൂട്ടാൻ പുതിയ നാനോഫ്ലൂയിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് വികസിപ്പിച്ചു. തമിഴ്നാട്ടിലെ തഞ്ചാവൂരിലുള്ള സാസ്ത്ര ഡീംഡ് സർവകലാശാലയിലെ ഡോ. എസ്. ദേവരാജിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരുക്കിയത്. കേന്ദ്ര ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പിന്റെ നാനോ ആൻഡ് അഡ്വാൻസ്ഡ് മെറ്റീരിയൽസ് വിഭാഗത്തിന്റെ പിന്തുണയോടെയാണ് ഗവേഷണം നടന്നത്. സുരക്ഷിതവും വിലകുറഞ്ഞതുമായ ഹരിത ബാറ്ററികൾ വികസിപ്പിക്കുകയാണ് ഇതിലൂടെ ലക്ഷ്യമിടുന്നത്.
മൂന്ന് മാസത്തോളം സ്ഥിരതയുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്
പുതിയ നാനോഫ്ലൂയിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് മൂന്ന് മാസത്തിലേറെ സ്ഥിരത നിലനിർത്തും. സിങ്ക്–എയർ ബാറ്ററി വ്യവസായത്തിൽ ഇത് നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കാനാകും. വലിയ വൈദ്യുതി ശൃംഖലകളിലെ ഊർജസംഭരണത്തിനും ഇന്ത്യയിലെ വൈദ്യുത വാഹന മേഖലയ്ക്കും സാങ്കേതികവിദ്യ സഹായകരമാകുമെന്നാണ് വിലയിരുത്തൽ. ബാറ്ററിയുടെ വായു കാഥോഡിന്റെ കാര്യക്ഷമത കൂട്ടാനും ഇതിന് കഴിയും.
ചെലവേറിയ രാസവസ്തുക്കൾക്ക് വിലകുറഞ്ഞ ബദൽ
സിങ്കിന്റെ തുരുമ്പെടുക്കൽ നിയന്ത്രിക്കാൻ സാധാരണയായി ചെലവേറിയ കോറോഷൻ ഇൻഹിബിറ്ററുകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഇവ ഓക്സിജൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ വേഗം കുറയ്ക്കാറുണ്ട്. ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ സാധാരണ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൽ ചെറിയ അളവിൽ വിലകുറഞ്ഞ സിലിക്ക, സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് നാനോകണങ്ങൾ ചേർത്താണ് നാനോഫ്ലൂയിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് നിർമിച്ചത്.
ഇത് അനാവശ്യ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനം കുറയ്ക്കുന്നതിനൊപ്പം സിങ്കിന്റെ തുരുമ്പെടുക്കലും തടയുന്നു. കാഥോഡിലെ ഓക്സിജൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ പ്രവർത്തനക്ഷമതയും കൂട്ടുന്നു. ഇങ്ങനെ ബാറ്ററിയിലെ രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രശ്നങ്ങൾ ഒരൊറ്റ ചെലവുകുറഞ്ഞ രീതിയിലൂടെ പരിഹരിക്കാനായി. ഇന്ത്യൻ പേറ്റന്റ് നമ്പർ 570691 ലഭിച്ച സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗത്തിന് തയ്യാറാണെന്നും കേന്ദ്ര സർക്കാർ അറിയിച്ചു.
ലിഥിയം–അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് ഹരിത ബദൽ
ശുദ്ധമായ ഊർജസംഭരണ സംവിധാനങ്ങൾക്കായുള്ള ശ്രമങ്ങൾ ശക്തമാകുന്നതിനിടെ ജലാധിഷ്ഠിത ബാറ്ററികൾക്ക് കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ ലഭിക്കുകയാണ്. ലിഥിയം–അയൺ സംവിധാനങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ഇവ സുരക്ഷിതവും വിലകുറഞ്ഞതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമാണ്. ഉയർന്ന ഊർജസാന്ദ്രത, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, ജലാധിഷ്ഠിത രാസഘടന എന്നിവയാണ് സിങ്ക്–എയർ ബാറ്ററികളുടെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ.
എന്നാൽ സിങ്ക് ആനോഡിൽ അനാവശ്യമായി ഹൈഡ്രജൻ വാതകം രൂപപ്പെടുന്നത് വൈദ്യുതി നഷ്ടപ്പെടുത്തുകയും ലോഹം തുരുമ്പിക്കാൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. വിലകൂടിയ പ്ലാറ്റിനം, റുഥേനിയം കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ ഇല്ലാതെ വായു കാഥോഡിലെ ഓക്സിജൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ മന്ദഗതിയിലാകുന്നതും ഈ ഹരിത സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വളർച്ചയ്ക്ക് തടസ്സമായിരുന്നു. ഈ രണ്ട് പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാനാണ് ഗവേഷക സംഘം ശ്രമിച്ചത്.
ചെമ്പ് ചേർത്തപ്പോൾ വാണിജ്യ നിലവാരവും മറികടന്നു
ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനവും സിങ്കിന്റെ തുരുമ്പെടുക്കലും ഒരേസമയം കുറയ്ക്കുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റിന് പുറമേ, ഓക്സിജൻ റിഡക്ഷൻ, ഓക്സിജൻ ഇവല്യൂഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ കാര്യക്ഷമമാക്കുന്ന ഇരട്ടപ്രവർത്തന ശേഷിയുള്ള കാറ്റലിസ്റ്റുകളും സംഘം വികസിപ്പിച്ചു. ധാരാളമായി ലഭിക്കുന്ന മൂലകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇവ നിർമിച്ചത്. മാലിന്യങ്ങളിൽനിന്നുള്ള വസ്തുക്കൾ ഇലക്ട്രോഡുകളായി ഉപയോഗിക്കാനുള്ള സാധ്യതയും പരിശോധിച്ചു.
തുരങ്കം പോലുള്ള തുറന്ന ഘടനയുള്ള ആൽഫാ മാംഗനീസ് ഡയോക്സൈഡാണ് ഏറ്റവും മികച്ച കാറ്റലിസ്റ്റായി കണ്ടെത്തിയത്. ഇതിൽ ഭാരത്തിന്റെ രണ്ട് ശതമാനം മാത്രം ചെമ്പ് ചേർത്തപ്പോൾ വാണിജ്യ കാറ്റലിസ്റ്റുകളുടെ നിലവാരത്തേക്കാൾ മികച്ച പ്രവർത്തനം ലഭിച്ചു. പ്ലാറ്റിനം, റുഥേനിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിലവാരങ്ങളെയും ഇത് മറികടന്നതായി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി.
പഴയ ജലശുദ്ധീകരണ ഫിൽട്ടറുകളും മുഖാവരണങ്ങളും പുനരുപയോഗിച്ചു
വീടുകളിലെ ഉപയോഗശൂന്യമായ ജലശുദ്ധീകരണ ഫിൽട്ടറുകളിൽനിന്ന് ആക്ടിവേറ്റഡ് കാർബൺ ശേഖരിച്ചു. ജലതാപ രാസരീതി ഉപയോഗിച്ച് ഇത് മാംഗനീസ് ഡയോക്സൈഡ്–കാർബൺ നാനോസംയുക്തങ്ങളാക്കി മാറ്റി. ഇതിലൂടെ കാര്യക്ഷമമായ ഇരട്ടപ്രവർത്തന ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകളും മികച്ച സൂപ്പർകപ്പാസിറ്റർ ഇലക്ട്രോഡുകളും വികസിപ്പിച്ചു. ഈ രീതിക്ക് 202441032753 എന്ന അപേക്ഷാ നമ്പറിൽ പേറ്റന്റ് നടപടിയും ആരംഭിച്ചിട്ടുണ്ട്.
കോവിഡ് മഹാമാരിക്ക് ശേഷം ഉപേക്ഷിക്കപ്പെട്ട ശസ്ത്രക്രിയാ മുഖാവരണങ്ങളും രാസപ്രക്രിയയിലൂടെ ആക്ടിവേറ്റഡ് കാർബണാക്കി മാറ്റി. വലിയ ഉപരിതല വിസ്തീർണമുള്ള ഈ കാർബൺ ഓക്സിജൻ റിഡക്ഷൻ പ്രവർത്തനത്തിൽ പ്ലാറ്റിനത്തിന് സമാനമായ പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ചു.
മാലിന്യങ്ങളിൽനിന്ന് നിർമിക്കുന്ന കാർബൺ സിങ്ക്–എയർ ബാറ്ററികൾക്ക് പുറമേ വിവിധ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി മാറ്റിയെടുക്കാം. കാർബൺ അടങ്ങിയ ഏതാണ്ട് എല്ലാ മാലിന്യങ്ങളിലും ഈ പുനരുപയോഗരീതി പ്രയോഗിക്കാനാകും. നാനോഫ്ലൂയിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ആശയം മറ്റു ജലാധിഷ്ഠിത ബാറ്ററി സംവിധാനങ്ങളിലേക്കും വ്യാപിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. കൂടുതൽ സുരക്ഷിതവും വിലകുറഞ്ഞതുമായ അടുത്ത തലമുറ ഹരിത ബാറ്ററികൾക്ക് ഈ ഗവേഷണം വഴിയൊരുക്കുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ.
