چینی محققین نے دیرپا، ماحول دوست پانی کی بیٹری بنائی ہے۔

کور میں ایک غیر جانبدار الیکٹرولائٹ

ڈیزائن ایک pH-غیر جانبدار الیکٹرولائٹ پر مرکوز ہے جو میگنیشیم اور کیلشیم نمکیات سے بنایا گیا ہے۔ یہ معیاری آبی بیٹری کیمسٹری سے علیحدگی ہے، جو اکثر تیزابیت یا الکلائن محلول پر انحصار کرتی ہے۔ وہ حل الیکٹروڈ کو خراب کرتے ہیں اور وقت کے ساتھ ٹوٹ جاتے ہیں۔ غیر جانبدارانہ نقطہ نظر دونوں مسائل سے بچتا ہے۔ الیکٹرولائٹ 7 کے پی ایچ پر بیٹھتا ہے، صاف پانی کے قریب۔

اس الیکٹرولائٹ کو صحیح الیکٹروڈ مواد کے ساتھ جوڑنا مرکزی چیلنج تھا۔ ٹیم نے میگنیشیم اور کیلشیم آئنوں کی میزبانی کے لیے ایک ہم آہنگ نامیاتی پولیمر الیکٹروڈ تیار کیا۔ پولیمر ایک سخت، شہد کے چھتے کی طرح مالیکیولر ڈھانچہ استعمال کرتا ہے۔ یہ ڈھانچہ پانی پر مبنی کیمسٹری میں انحطاط کے خلاف فعال مرکب کو مستحکم کرتا ہے۔ جانچ میں، سیل نے 112.8 ملی ایمپ گھنٹے فی گرام کی مخصوص صلاحیت فراہم کی۔

لمبی عمر کے دعوے اور ان کا کیا مطلب ہے۔

محققین کا کہنا ہے کہ روزانہ سائیکلنگ کی شرح پر، بیٹری کی آپریشنل عمر صدیوں تک بڑھ سکتی ہے۔ لائیو سائنس نے یہ دعویٰ 24ویں صدی تک جاری رہنے کی اطلاع دی۔ یہ اعداد و شمار سیاق و سباق کی ضرورت ہے۔ لیبارٹری سائیکل شمار ہمیشہ حقیقی دنیا کے حالات میں براہ راست ترجمہ نہیں کرتے ہیں۔ درجہ حرارت کا تغیر، بوجھ کا اتار چڑھاؤ، اور فیلڈ تنصیبات میں جسمانی تناؤ سبھی ایسے متغیرات کو متعارف کراتے ہیں جن کی لیب ٹیسٹنگ پوری طرح نقل نہیں کرتی ہے۔

120,000 سائیکل کا اعداد و شمار، اپنے طور پر، ایک قابل ذکر نتیجہ ہے۔ زیادہ تر تجارتی لتیم آئن بیٹریاں 2,000 سے 4,000 سائیکلوں کے بعد نمایاں طور پر گر جاتی ہیں۔ یہاں تک کہ گرڈ فوکسڈ لیتھیم آئرن فاسفیٹ سیل بھی بامعنی صلاحیت کے نقصان سے پہلے عام طور پر 3,000 سے 6,000 سائیکلوں کے اندر کام کرتے ہیں۔ ان اعداد و شمار اور 120,000 کے درمیان فاصلہ بڑا ہے۔ نتیجہ کی آزادانہ تصدیق ابھی شائع ہونا باقی ہے۔

تصرف کا دعویٰ بھی توجہ طلب ہے۔ مصنفین الیکٹرولائٹ کیمسٹری کو براہ راست ماحولیاتی ضائع کرنے کے لیے کافی محفوظ قرار دیتے ہیں۔ یہ ایک مضبوط دعویٰ ہے۔ UK، US، اور EU میں ریگولیٹری فریم ورک بیٹری کو ضائع کرنے کے لیے سخت حد مقرر کرتے ہیں۔ آیا یہ کیمسٹری عملی طور پر ان حدوں کو پورا کرتی ہے اس کے لیے آزاد ماحولیاتی جانچ کی ضرورت ہوگی۔

جہاں آبی بیٹریاں جدوجہد کر رہی ہیں۔

پانی والی بیٹریوں نے گرڈ اسٹوریج ڈویلپرز کی طرف سے مستقل دلچسپی حاصل کی ہے۔ وہ آگ نہیں پکڑتے۔ وہ لتیم آئن سسٹم کے مقابلے میں تیار کرنے کے لیے سستے ہو سکتے ہیں۔ پانی پر مبنی الیکٹرولائٹس وسیع پیمانے پر دستیاب اور ہینڈل کرنے میں آسان ہیں۔

تجارتی تعلقات اگرچہ حقیقی رہے ہیں۔ پانی کے نظام میں توانائی کی کثافت لیتھیم آئن متبادلات کے مقابلے میں کم چلتی ہے۔ الیکٹروڈ سنکنرن نے بہت سے ڈیزائنوں میں سروس کی زندگی کو مختصر کر دیا ہے۔ انرجی سٹوریج میٹریلز میں شائع ہونے والے ریویو لٹریچر نے ان حدود کو تفصیل سے دستاویز کیا ہے۔ گرڈ سٹوریج کی طلب بڑھنے کے باوجود انہوں نے کمرشل اپٹیک کو محدود کر دیا ہے۔

نیا ڈیزائن ان تجارتی تعلقات کو کم کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ غیر جانبدار الیکٹرولائٹ سنکنرن کو براہ راست ایڈریس کرتا ہے۔ پولیمر الیکٹروڈ انحطاط کو دور کرتا ہے۔ آیا یہ امتزاج پیمانے پر، درجہ حرارت کی حدود میں، اور حقیقی گرڈ ماحول میں ایک سوال ہے جو شائع شدہ کاغذ ابھی تک جواب نہیں دیتا ہے۔

گرڈ اسٹوریج ڈیمانڈ اور وسیع تر سیاق و سباق

صاف توانائی کی منصوبہ بندی میں گرڈ پیمانے پر بیٹری کا ذخیرہ ایک ترجیح بن گیا ہے۔ بین الاقوامی توانائی ایجنسی نے بار بار ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کو قابل تجدید انضمام پر ایک پابند رکاوٹ کے طور پر نشان زد کیا ہے۔ ہوا اور شمسی توانائی وقفے وقفے سے چل رہی ہے۔ ذخیرہ ہموار کرتا ہے جو وقفے وقفے سے ہوتا ہے۔ موجودہ تنصیبات پر لیتھیم آئن کا غلبہ ہے، لیکن سپلائی چین کے خدشات، خام مال کے اخراجات اور آگ کے خطرے نے متبادلات میں دلچسپی کو زندہ رکھا ہے۔

پانی کے نظام، بہاؤ بیٹریاں، اور کمپریسڈ ایئر اسٹوریج نے سرمایہ کاری اور تحقیق کی توجہ مبذول کرائی ہے۔ ہر ایک مختلف لاگت اور کارکردگی کے پروفائلز رکھتا ہے۔ ایک بیٹری جو کم ماحولیاتی خطرے کے ساتھ بہت طویل سائیکل لائف فراہم کرتی ہے اس شعبے میں دو انتہائی مستقل تجارتی خدشات کو دور کرے گی۔

چینی ٹیم کا کام ابتدائی مرحلے میں ہے۔ نیچر کمیونیکیشنز میں اشاعت اس طریقہ کار کی نشاندہی کرتی ہے جس میں ماہر کی جانچ پڑتال کی گئی تھی۔ یہ تجارتی تیاری کی تصدیق نہیں کرتا ہے۔

آگے کیا آتا ہے

اسکیل اپ اگلا امتحان ہے۔ لیبارٹری کے خلیات اور گرڈ پیمانے کی تنصیبات انجینئرنگ کی پیچیدگی میں بہت زیادہ مختلف ہیں۔ ہم آہنگ نامیاتی پولیمر الیکٹروڈ کو حجم میں تیار کرنے کی ضرورت ہوگی۔ پیمانہ پر فی کلو واٹ گھنٹہ لاگت موجودہ کاغذ سے نامعلوم ہے۔

محققین نے تجارتی شراکت دار یا پائلٹ پروجیکٹ کا اعلان نہیں کیا ہے۔ شائع شدہ مواد میں تعیناتی کے لیے کوئی ٹائم لائن نظر نہیں آتی۔ نتائج دیکھنے کے لیے کافی قابل اعتبار ہیں، لیکن حل شدہ مسئلہ کے طور پر علاج کرنے کے لیے بہت جلد۔