ഇലക്ട്രിക് കാര്‍ ബാറ്ററികള്‍

ജി.ഗോപിനാഥൻ

2035 ഓടെ ആകെ ഓടുന്ന വണ്ടികളില്‍ പകുതിയും ഇലക്ട്രിക് കാറുകള്‍ ആകും എന്നാണ് നിഗമനം. കോടിക്കണക്കിന് ഇലക്ട്രിക് കാറുകളാണ് നിരത്തിലിറങ്ങാന്‍ പോകുന്നത്.

     വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് ഓടിക്കാവുന്ന കാറുകള്‍ വലിയതോതില്‍ റോഡുകളില്‍ എത്തിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണല്ലൊ. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യ ദശകങ്ങളില്‍ വരെ ഉണ്ടായിരുന്ന ഇലക്ട്രിക് കാറുകളെ ഷെഡ്ഡില്‍ കയറ്റിയത് വേഗതയിലും ദൂരപരിധിയിലും അവയെ വളരെ പിന്നിലാക്കിക്കൊണ്ടുള്ള പെട്രോള്‍ കാറുകളുടെ രംഗപ്രവേശനം ആണ്. എന്നാലിപ്പോള്‍ ഇലക്ട്രിക് കാറുകള്‍ വലിയൊരു തിരിച്ചുവരവിലാണ്. പെട്രോളും ഡീസലും ഉണ്ടാക്കുന്ന പരിസ്ഥിതിമലിനീകരണവും ആഗോളതാപനവും അതോടൊപ്പം ഈ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ലഭ്യതയില്‍ ഉണ്ടാകാനിടയുള്ള ശോഷണവും ഈ മാറ്റത്തിന് പ്രേരകശക്തിയായിട്ടുണ്ട്. എന്നാല്‍ ഈ മുന്നേറ്റത്തിന് ഏറെ ആവേശം നല്‍കിയത് സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററികളുടെ രംഗത്തുണ്ടായ വലിയ കുതിച്ചുചാട്ടമാണ്. 2035 ഓടെ ആകെ ഓടുന്ന വണ്ടികളില്‍ പകുതിയും ഇലക്ട്രിക് കാറുകള്‍ ആകും എന്നാണ് നിഗമനം. കോടിക്കണക്കിന് ഇലക്ട്രിക് കാറുകളാണ് നിരത്തിലിറങ്ങാന്‍ പോകുന്നത്. 

TESLA Model S കടപ്പാട്: tesla.com

     ആധുനിക ഇലക്ട്രിക് കാറുകളുടെ ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സ് റീച്ചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികളാണ്.  മുഴുവനായി ചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യപ്പെട്ട ബാറ്ററി പായ്ക്ക് കൊണ്ട് എത്ര ദൂരം ഓടാനാകും എന്നത് കാര്‍ ബാറ്ററികളുടെ ഏറ്റവും മുന്തിയ പരിഗണനയാണ്. ടെസ്ലയുടെ പുതിയ ‘മോഡല്‍ എസ്’  405 മൈല്‍ (648 കിമി) വരെയാണ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നത്. ഏറ്റവും വേഗം ചാര്‍ജ്ജ് കയറുക, അധികം ചൂടാകാതിരിക്കുക എന്നിവയെല്ലാം മറ്റു പരിഗണനകളാണ്.

BMW i3 ലെ ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററി പാക്ക്

    ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററികളുടെ രംഗപ്രവേശമാണ് ഇതിനു സഹായകമായത്. വെറും മുപ്പതുകൊല്ലം മുമ്പ് രംഗത്തെത്തിയ ഈ ബാറ്ററികള്‍ കടന്നുചെല്ലാത്ത മേഖലകളില്ല. 

     സെല്ലിന്റെ ആനോഡില്‍ നിന്ന് കാതോഡിലേക്ക് അവയുടെ ഇടയിലുള്ള എലക്ട്രൊളൈറ്റിലൂടെ ലിതിയം അയോണുകള്‍ പ്രവഹിക്കുമ്പോള്‍ പുറത്തെ സര്‍ക്യൂട്ടിലൂടെ എലക്ട്രോണുകളുടെ പ്രവാഹം ഉണ്ടാകുന്നു, അതായത് വൈദ്യുതി ലഭ്യമാകുന്നു. സെല്‍ ചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യുമ്പോള്‍ അകത്തെ പ്രവാഹം തിരിച്ചാകും. ഇതാണ് ഇതിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനരീതി.  ലിഥിയേറ്റഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ്  ആനോഡായും   ലിഥിയം, ‍മാന്‍ഗനീസ്, കോബാള്‍ട്ട്, നിക്കല്‍ എന്നിവയുടെ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ സംയുക്തങ്ങള്‍ കാതോഡായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.  എലക്ട്രോളൈറ്റ് സാധാരണമായി എതിലിന്‍ കാര്‍ബണേറ്റോ ഡൈമിതൈല്‍ കാര്‍ബണേറ്റോ ഡൈഈതൈല്‍ കാര്‍ബണേറ്റോ ആകാം. അത് ലിഥിയം അയോണിന്റെ പ്രത്യേക സംയുക്തമായിട്ടാണ് ഉണ്ടാക്കുന്നത്. ലിഥിയത്തിന്റെ ചില ലവണങ്ങളാണ് അതിനുവേണ്ടി ചേര്‍ക്കുന്നത്. 

ലിഥിയം, നിക്കല്‍, മാന്‍ഗനീസ്, കോബാള്‍ട്ട് ലോഹ അയിരുകൾ

      കാറുകളുടെ  നിര്‍മ്മാണത്തിലുണ്ടാകുന്ന വന്‍ കുതിച്ചുചാട്ടം ഈ ബാറ്ററികളുടെ ആവശ്യകത   അതിവിപുലമായ രീതിയില്‍ വര്‍ദ്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനാല്‍ തന്നെ അതിനാവശ്യമായ ലോഹങ്ങളുടെ ആവശ്യവും കൂടിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ലിഥിയം കൂടാതെ മറ്റു ചില ലോഹങ്ങളും ബാറ്ററിയ്ക്ക് ആവശ്യമാണ്. ഒരു കാറിന്റെ ബാറ്ററി പായ്ക്കില്‍ ശരാശരി 8 കിലോ ലിഥിയം, 35 കിലോ നിക്കല്‍, 20 കിലോ മാന്‍ഗനീസ് 14 കിലോ കോബാള്‍ട്ട് എന്നിവയുണ്ടാകും. വരുന്ന ദശകങ്ങളില്‍ ദശലക്ഷക്കണക്കിനു കാറുകളാണ് നിരത്തിലിറങ്ങാന്‍ പോകുന്നത്. അതിനാല്‍ ഈ ലോഹങ്ങളുടെ ആവശ്യകത കുതിച്ചുയരും. 

ഹരേഷ് കാമത്ത് കടപ്പാട്: usea.org

      ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററികളുടെ വില, അവ സംജാതമായ തൊണ്ണൂറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് മുപ്പതിലൊന്നായി കുറഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. എങ്കിലും അതിനുപയോഗിക്കുന്ന ലോഹങ്ങള്‍ ശേഖരിക്കുക എന്നത് പ്രശ്നമാകാനിടയുണ്ട്. ലിഥിയം ധാരാളമായി ലഭ്യമാണ്. മാത്രമല്ല, അത് റീസൈക്കിള്‍ ചെയ്യുന്നതിനേക്കാള്‍ ചെലവുകുറവാണ് ഇപ്പോഴത് പുതുതായി ഖനനം ചെയ്തെടുക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും ഖനനവും അനുബന്ധ പ്രക്രിയകളും ഏറെ പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നങ്ങളുണ്ടാക്കുന്നുണ്ട്. ആയതിനാല്‍ പുനരുപയോഗത്തിനായി ലിഥിയം വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനുള്ള പരിശ്രമങ്ങളും നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.  ഉല്പാദനശേഷി കൂടുതല്‍ വിപുലീകരിക്കപ്പെടുമ്പോള്‍ ദൗര്‍ലഭ്യം താനേ മാറിയേക്കും എന്നാണ് കാലിഫോര്‍ണിയയിലെ ഇലക്ട്രിക് പവര്‍ റിസർച്ച് ഇന്‍സ്റ്റിട്യൂട്ടിലെ ഹരേഷ് കാമത്ത് പറയുന്നത്.

അറുമുഗം മന്തിരം കടപ്പാട്: sites.utexas.edu

     ഏറ്റവും ചെലവേറിയ ലോഹം കോബാള്‍ട്ട് ആണ്. അത് ഖനനം ചെയ്യുന്നത് പ്രധാനമായും കോംഗോയില്‍ നിന്നുമാണ്.  അതുണ്ടാക്കുന്ന ആരോഗ്യപ്രശ്നങ്ങളും കുട്ടികളെ ജോലിയ്ക്കുപയോഗിക്കുന്നതും അവിടെ  ബുദ്ധിമുട്ടുകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു.  (അതിനേക്കാള്‍ ചെലവു കുറവ് ലിഥിയം അയണ്‍ ഫോസ്ഫേറ്റ് ആണെങ്കിലും അത് അധികം ഉപയോഗിക്കാറില്ല.) കോബാള്‍ട്ട് ഉപയോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിനും, ഒഴിവാക്കുന്നതിനുമുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ നടക്കുന്നുണ്ട്. യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് ടെക്സസിലെ സയന്റിസ്റ്റായ അറുമുഗം മന്തിരം പ്രവര്‍ത്തനക്ഷമത നഷ്ടപ്പെടുത്താത്ത കോബാള്‍ട്ട് രഹിത സെല്ലുകള്‍ ലാബറട്ടറിതലത്തില്‍ വികസിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. പ്രമുഖ എലക്ട്രിക് കാര്‍ നിര്‍മ്മാതാക്കളായ ടെസ്ല കോബാള്‍ട്ട് രഹിത സെല്ലുകളിലേക്ക് മാറാനുള്ള തയ്യാറെടുപ്പിലാണ്.

നിക്കല്‍, കോബാള്‍ട്ടിന്റെ അത്ര വിലപിടിപ്പുള്ളതല്ലെങ്കിലും, ചെലവേറിയതു തന്നെ. ഇവ രണ്ടും ഒഴിവാക്കുക എന്നത് അപ്പാടെ പുതിയൊരു സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് തുല്യമാകും. ഏതായാലും ഗവേഷണങ്ങള്‍ തുടരുന്നു. 

     ലോഹങ്ങളെ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനുള്ള സാധാരണ നടപടി ഉപയോഗം കഴിഞ്ഞ ബാറ്ററികളെ പൊട്ടിച്ച് തരികളാക്കുകയും അതിനു ശേഷം ഉരുക്കുകയോ അല്ലെങ്കില്‍ ഉചിതമായ ലായനികളില്‍ ലയിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യുക എന്നതാണ്. ലോഹങ്ങള്‍ അതില്‍ നിന്ന് ലവണങ്ങളായി ഊറിവരും. ഏറ്റവുമധികം ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററികളുണ്ടാക്കുന്നത് ചൈന, ജപ്പാന്‍, ദക്ഷിണകൊറിയ എന്നിവിടങ്ങളിലാണ്. വര്‍ഷം തോറും 120,000 ടണ്‍ ബാറ്ററി റീസൈക്കിള്‍ ചെയ്യാനുള്ള സംവിധാനം ചൈനയിലുണ്ട്. അതായത് 200,000 കാറുകള്‍.  

     കാതോഡ് ക്രിസ്റ്റലുകളെ പൊട്ടിക്കാതെ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനും പുനരുപയോഗം നടത്തുന്നതിനുമുള്ള ഗവേഷണവും നടക്കുന്നുണ്ട്. ലോഹങ്ങളെ വീണ്ടെടുക്കുന്നതില്‍ വലിയതോതിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജലാഭം ഇതുവഴി ഉണ്ടാകും.


മറ്റ് ലൂക്ക ലേഖനങ്ങൾ

2 thoughts on “ഇലക്ട്രിക് കാര്‍ ബാറ്ററികള്‍

  1. ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച്, അവയുടെ വിവിധ വശങ്ങൾ പരിശോധിക്കുന്ന മികച്ച ലേഖനങ്ങൾ ലൂക്കയിൽ നിന്ന് വായിക്കാനായി..നല്ല ശ്രമം. നന്ദി

Leave a Reply