මොනවද මේ Solid-state battery?

වෙනදාට වඩා මේ කාලයේ බැටරි ගැන කතා වෙන්න පටන් අරගෙන තියෙන්නෙ ඉදිරියට ඛණිජ තෙල් වෙනුවට විදුලි වාහන නැත්නම් ඉලෙක්ට්‍රික් වාහන භාවිතයට එන නිසා වගේම සූර්ය කෝෂ මගින් විදුලිය නිපදවා ගැනීමට යොමු වීම වර්ධනය වී ඇති නිසයි. බැටරිය භාවිතයට පැමිණ බොහෝ කලක් ගතවූවත් දැනට පවතින බැටරි වල තවමත් දියුණු කිරීමට හිඩැස් තිබේ. මේ ලිපිය එසේ නව තාක්ෂණයක් ලෙස භාවිතයට එන ඝන තත්වයේ බැටරි (?) / Solid-state battery (සොලිඩ් ස්ටෙට් බැටරි) ගැනයි.

👉Solid-state බැටරි කියන්නෙ ඇයි.?

      දැනට නැවත ආරෝපනය කරන ජංගම දුරකතන, ලැප්ටොප් පරිගණක ආදී උපකරණ මෙන්ම විදුලි වාහන වලද භාවිතා කරන තාක්ෂණයක් වන ලිතියම් අයන් (li-ion) බැටරියක කැතෝඩය, ඇනෝඩය, බෙදුම්කරනය හා ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් වලින් සමන්විත වේ. Solid-state බැටරි වල ඇති විශේෂත්වය නම් li-ion බැටරි වල ඇති ද්‍රව ඉල්ක්ට්‍රොලයිට් වෙනුවට ඝණ ඉලෙක්ට්‍රොලයිට භාවිතා කිරීමයි. එහි ඇති විශේෂත්වය ගැන ඉදිරියට බලමු.

innotechtoday.com

    ඉහත රූපයේ ආකාරයට Solid-state බැටරි වලදී li-ion බැටරි වල ඇති ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් වෙනුවට ඝණ ආකාරයේ ඉලෙක්ට්‍රොලයිට භාවිතා කරයි. නමුත් මේ ඝණ රසායනිකය ද ද්‍රව රසායනිකය ආකාරයෙන්ම ක්‍රියාකාරිත්වයක් දක්වයි.

👉li-ion බැටරි වලට වඩා ආරක්ෂාකාරියි?

        li-ion බැටරි අද වන විට බහුලව භාවිතා කෙරුණත් එහි අනාරක්ෂිත බවක් තිබේ. එනම් එහි ඇති ද්‍රව රසායනය, උෂ්ණත්වය මත වෙනස් වීම් හා බාහිර බලපෑම් මත කාන්දු වීම් නිසා හානි වීමේ හැකියාවක් පැවතීමයි. නමුත් Solid-state බැටරි වල ඇති ඝණ රසායනය නිසා බාහිර බලපෑමකින් ඉලෙට්‍රොලයිට් කොටසට හානියක් ඇති වුවද හානියක් නොවී ආරක්ෂාකාරීව පවතී. මේ නිසා Solid-state බැටරි වඩා ආරක්ෂාකාරී වේ.

theconversation.com

👉මොකටද මේ Solid-state battery?

       විදුලි වාහන නිෂ්පාදනය හා භාවිතයේදී  එන ප්‍රධානම ගැටලුවක් වන්නේ දැනට යොදාගන්නා li-ion වැනි බැටරි වල ඇති ධාරිතාව අඩුවීමයි. ඒ නිසා බැටරි වල ධාරිතාව ඉහල නැංවීමට Solid-state බැටරි මගින් හැකියාව ලැබෙනවා. 

      දැනට අඩුවෙමින් යන ඛණිජ තෙල් සම්පත නිසා ඉදිරියේදී අභ්‍යන්තර දහන එන්ජින් (ICEV-internal combustion engine vehicles) වෙනුවට විදුලි වාහන භාවිතයට පැමිණේවි. නමුත් එසේ වීමට නම් දැනට තිබෙන පෙට්‍රල්, ඩීසල් මගින් ධාවනය වන රථ වලට සමාන දුරක් ධාවනය කිරීමේ හැකියාවක් විදුලි වාහන වලට තිබිය යුතු වේ. ඒ නිසා ඒවායේ බැටරි ධාරිතාවය වැඩිවීමද අනිවාර්‍ය දෙයකි. එසේ බැටරි වල ධාරිතාව වැඩි කිරීමට යොදන බැටරි මොඩියුල ප්‍රමාණය වැඩි කිරීම එක් ක්‍රමයකි. නමුත් බැටරි සඳහා විශාල මුදලක් හා වැඩි ඉඩක් වැය වීම නිසා එය එතරම් සාර්ථක ක්‍රමයක් නොවේ. 

    li-ion බැටරි වලට වඩා වැඩි ප්‍රමාණයක ධාරිතාවක් Solid-state බැටරි වල තිබීම වගේම එහි ගිනි ගැනීම් හා පිපිරීම් සිදුවීමක් නැත. ඒ නිසා li-ion බැටරි වලට මෙන් ආරක්ෂාව වෙනුවෙන් වැඩි උපාංඟ ප්‍රමාණයක් යෙදීමක් සිදුකල යුතු නැත. මෙය ඉඩ කඩ ඉතිරි කර ගැනීමට පහසුවකි. Solid-state බැටරි වල ධාරිතාව වැඩි කිරීමට අවශ්‍ය වන්නේ ඉතා අඩු මොඩුයුල් ප්‍රමාණයකි. ඒ නිසා විදුලි වාහන සඳහා ගැලපෙනම බැටරි වර්ගය මෙයයි. ඒ වගේම Solid-state බැටරි වල නැවත ආරෝපණය කිරීමේ වේගයද li-ion බැටරි වලට වඩා වැඩිය. Solid-state බැටරි li-ion බැටරි මෙන් නොව විශාල වාර ගණනක් නැවත ආරෝපණය කරමින් භාවිතා කිරීමට හැකිය. සාමාන්‍ය‍යෙන් li-ion බැටරියක් වාර 1000 කට පමණ පසු ආරෝපණ ධාරිතාව අඩුවී ගියත් Solid-state බැටරි වාර 5000 කට පමණ පසුවත් 90% පමණ ප්‍රමාණයක් හොඳින් භාවිත කිරීමට හැකියාව තිබේ.

👉දැනට තත්වය

    Solid-state බැටරි වල මේ ගුණාංඟ සියල්ල තිබුණද තවමත් මහා පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීමට තරම් තවම තත්වයකට පැමිණ නැත.

    li-ion බැටරි වල භාවිතා වන ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් වෙනුවට ඝන ද්‍රව්‍ය‍යක් භාවිතා කිරීමේදී අයන සන්නායක තාව අඩුවී ප්‍රතිරෝධීතාව ඉහළ යාමට පටන් ගනී. බැටරිය සෙල්සියස් අංශක 60 ට වඩා උෂ්ණත්වයක  ආරෝපණය කිරීමට හැකි අතර යොදාගන්නා ලිතියම් ඇනෝඩ නිසා බැටරිය ඇතුලතින් හානි වීමේ හැකියාව වැනි ගැටලු ප්‍රමාණයක් තවමත් පවතී. 

Toyota Motor Corporation

    BMW, Toyota වැනි ලොව ප්‍රකට සමාගම් දැනටමත් විශාල වශයෙන් ආයෝජනයන් සිදු කරමින් Solid-state බැටරි ගැන පරීක්ෂණ කරමින් පවතී. ටොයෝටා සමාගම විසින් දැනටමත් සම්පූර්ණයෙන් Solid-state බැටරි මගින් ක්‍රියාත්මක වන මෝටර් රථයක් දැනටමත් නිපදවා තිබේ.

     මීට කාලයකට පෙර විදුලි වාහන යනු ද ප්‍රායෝගික නොවන දෙයක් යැයි සිතුවද දැන් එය සම්පූර්ණයෙන් වෙනස් වී ඇත. එම නිසා මෙවැනි බාධක තිබුණද වසර 2030 - 2050 වන විට Solid-state බැටරි මගින් ක්‍රියාත්මක වන සාර්ථක විදුලි වාහන වෙළඳපොලට නිකුත් වනු ඇත.

(මේ ලිංක් එකෙන් ගිහින් අපේ youtube chanel එක subscribe කරන්න 🤗)