बारम्बार ईभी चार्ज गरिरहनु नपर्ने, १० मिनेटमै चार्ज हुने सोलिडस्टेट ब्याट्री ल्याउँदै टोयोटा
पुस २३, २०८० २०:८
काठमाडौं । टोयोटाले गत अक्टोबरमा बिजुली गाडीका लागि १२ सय किलोमिटरभन्दा बढी रेन्ज दिने ब्याट्री निर्माण गर्ने दाबी गर्यो । जापानी अटोमोबाइल कम्पनीले गरेको उक्त घोषणाले सबैलाई चकित पारेको थियो ।
किनकी बढी रेन्ज दिने मात्र नभई केवल १० मिनेटमा उक्त ब्याट्रीलाई फुल चार्ज सकिने अर्को तथ्य पनि टोयोटाले बताएको थियो । विश्वमा सबैभन्दा धेरै कार उत्पादन गर्ने कम्पनीका प्रमुख कोजी सातोले टोकियोमा उद्घोष गर्दै भनेका थिए कि यसले विद्युतीय कार मात्र नभई समग्र यातायात उद्योगका लागि एक क्रान्तिकारी आविष्कार हो ।
टोयोटा प्रमुखले भनेका छन् कि यो नयाँ ब्याट्रीले कार उद्योगलाई नयाँ भविष्यतर्फ लैजानेछ । के टोयोटाले विद्युतीय कारको ब्याट्रीको समस्या समाधान गरेकै हो त ? आज हामी त्यही विषयमा चर्चा गर्दै छौं ।
ब्याट्री
पल शिएरिङ अक्सफोर्ड युनिभर्सिटीको जिरो इन्स्टिच्युटका डिपार्टमेन्ट अफ सस्टिनेबल इनर्जी इन्जिनियरिङका निर्देशक हुन् । उनी बताउँछन् कि बिजुली गाडी वा ब्याट्रीबाट चल्ने कार सामान्य मान्छेले सोचे जति नयाँ कुरा होइन । नयाँ कुरा के मात्र हो भने अब उपभोक्ताले बिजुली गाडी प्रयोग गर्न थाले ।
हामी सबैलाई थाहा छ, सन् १८७९ मा अमेरिकी इन्जिनियर थोमस अल्वा एडिसनले बिजुली बल्बको आविष्कार गरेका थिए । त्यही आविष्कारका कारण एडिसन विश्वभर प्रसिद्ध भए । तर बल्बको आविष्कार गरेको करिब ३० वर्ष पछि सन् १९१२ मा उनले बनाएका तीन ओटा बिजुली गाडीका बारेमा भने कमैलाई थाहा हुन सक्छ ।
यदि ती तीन ओटै गाडीको प्रोटोटाइप औद्योगिक उत्पादनको स्तरमा पुगेको भए संसारको अटोमोबाइल उद्योगको रूप अर्कै हुने अक्सफोर्ड युनिभर्सिटीका पल बताउँछन् । तर थोमस एडिसनका साथी तथा इन्जिनियर हेनरी फोर्डले एडिसनभन्दा अगाडि नै ठूलो परिमाणमा गाडी उत्पादन सुरु गर्न थालेका थिए ।
हेनरी फोर्डको कार आकारमा सानो थियो । ती कार बिजुलीबाट नभई पेट्रोलबाट चल्ने गर्थे । यद्यपि पेट्रोल अथवा डिजेलबाट चल्ने गाडी स्टार्ट गर्न ब्याट्रीको आवश्यकता अनिवार्य थियो ।
तर तेलको आपूर्तिको समस्या र पर्यावरणको चिन्ताका कारण २० औं शताब्दीको अन्तिम तिरबाट सवारी साधान निर्माताहरूले पेट्रोल अथवा डिजेलको साटो विद्युतीय ब्याट्रीबाट चल्ने गाडीहरूको बारेमा सोच्न थालिसकेका थिए ।
पल शियरिङका अनुसार गाडीमा मुख्यत: दुई प्रकारको ब्याट्री राखिएको हुन्छ । गाडी स्टार्ट अथवा लाइट बाल्न एसिड तथा लिड ब्याट्री र गाडी चलाउन लिथियम आयन ब्याट्री । आजभोलि भने आधुनिक गाडीको मोटर लिथियम आयन ब्याट्रीबाट चल्ने गरेको छ । ब्याट्रीबाट चल्ने गाडीको निर्माण भने १९९० को दशकमा सुरु भएको हो ।
टोटोयाको प्रियस पहिलो हाइब्रिड कार थियो, जुन सन् १९९७ मा बजारमा आएको थियो । अर्थात् उक्त कार पेट्रोल र ब्याट्री दुवैबाट चल्ने गर्थ्यो । तर प्रियस बजारमा गएको ठीक १० वर्ष पछि पहिलो पटक ब्याट्रीबाट मात्र चल्ने कार निशानले ल्याएको थियो ।
तर यतिका वर्ष बितिसक्दा पनि पेट्रोल वा डिजेलमा चल्ने गाडी र बिजुली गाडी बीचको प्रतिस्पर्धामा कुनै समानता आउन सकेन । त्यसको कारण हामी सबैको अगाडि छ ।
“पेट्रोलको ऊर्जा घनत्व धेरै बढी हुन्छ । ब्याट्रीको प्रविधि अझै त्यो स्तरमा पुग्न सकेको छैन । तर नयाँ गाडीमा प्रयोग हुने ब्याट्रीको प्रदर्शन निकै राम्रो छ । जस्तै: ब्याट्रीबाट चल्ने गाडीले छिटो गति लिन्छ । यसको अर्थ कम समयमा बिजुली गाडीले उच्च गति पकड्न सक्छ,” पल शियरिङ भन्छन् ।
लिथियम आयनबाट चल्ने गाडीले वातावरणमा कम नोक्सान पुर्याउँछ । यदि ब्याट्री चार्ज गर्न हरित ऊर्जा प्रयोग गर्ने हो भने यो अझ कम हुन्छ । त्यस्तै जीवाश्म इन्धनबाट चल्ने गाडीमा ट्याङ्कीभर पेट्रोल वा डिजेल छ भने लामो दूरीसम्म यात्रा गर्न सकिन्छ । यता लिथियम ब्याट्री भएको गाडीलाई भने लामो दूरी पार गर्न पटक पटक चार्ज गरिरहनु पर्ने हुन्छ ।
तर एक पटक चार्ज गरेपछि बिजुली गाडीबाट लामो यात्रा गर्न सकियोस् भन्ने चाहना मानिसहरूमा रहेको पल शियरिङ बताउँछन् । यसका साथै ब्याट्री लामो समयसम्म टिकोस् र लागत कम परोस् भनेर सोच्ने उनी सुनाउँछन् । ‘ब्याट्रीको उत्पादन गर्दा वातावरणमा कम हानी पुर्याउने सामग्रीको प्रयोग गरिनु पर्छ । ब्याट्रीको प्रयोग बढी सुरक्षित हुनुपर्छ,’ मानिसले बिजुली गाडी प्रति यस किसिमको धारणा पनि बनाउने गरेको पल शियरिङको भनाइ छ ।
मानिसहरूको त्यस्ता चाहना, आवश्यकता पूरा गर्न बिजुली गाडीमा लिथियम आयन ब्याट्रीको साटो सोलिड स्टेट ब्याट्री प्रयोग गर्ने टोयोटाले जनाएको छ । लिथियम आयन ब्याट्रीमा लिक्विड (तरल) इलेक्ट्रोलाइट प्रयोग गरिएको हुन्छ । सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा भने सोलिड (ठोस) इलेक्ट्रोलाइट प्रयोग हुन्छ ।
सोही कारण सोलिड स्टेट ब्याट्री उत्पादन गर्न जटिल र महँगो छ । धेरै वर्षदेखि टोयोटासँगै निशान, बीएमडब्लू र मर्सिडिज बेन्जले सोलिड स्टेट ब्याट्री बनाउन लागि परेका छन् । किनकी लिथियम आयन ब्याट्रीको तुलनामा यसका धेरै फाइदा छन्।
“सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा धेरै ऊर्जा भण्डारण गर्न सकिने भएकाले एक पटकको चार्जमा गाडीले लामो दूरी पार गर्न सक्छ । यस प्रकारको ब्याट्रीलाई कम समयमा फुल चार्ज गर्न सकिन्छ । अनि सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा यस्ता ब्याट्री लिथियम आयन ब्याट्रीभन्दा बढी सुरक्षित हुन्छन्,” पल शियरिङ अगाडि भन्छन्, “यी फाइदा भएको ब्याट्रीले बिजुली गाडीको बजारमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याउन सक्छ ।”
लामो बाटो
शिकागो विश्वविद्यालयमा आणविक इन्जिनियरिङ पढाइरहेकी छिन्, शर्ली मेङ । उनी पनि पल शियरिङ जस्तै सोलिड स्टेट ब्याट्रीले नयाँ बाटो खोल्ने विश्वास राख्छिन् । उनी भन्छिन्, “सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा उच्च घनत्वको ऊर्जा भण्डारण गर्न सकिन्छ । त्यसकारण गाडीलाई एक पटक चार्ज गर्दा दुईदेखि तीन गुणा रेन्ज बढ्छ । अर्थात् एक पटकको चार्जमा गाडीले हजार किलोमिटरभन्दा बढीको दुरी पार गर्न सक्छ ।”
उनी यो कुरा कुनै सपना नभएको बरु धेरै वैज्ञानिक र टोयोटा जस्ता कम्पनीहरूको अनुमान भएको बताउँछिन् । लिथियम आयन ब्याट्री धेरै तातो भयो भने आगो लाग्न सक्छ । किनकी यस्तो ब्याट्रीमा लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट हुन्छ । तर सोलिड स्टेट ब्याट्रीहरूले लिथियम ब्याट्रीहरू भन्दा कयौं मात्रामा ताप सहन गर्न सक्छन् । त्यसले गर्दा सोलिड स्टेट ब्याट्रीलाई चिसो राख्न खासै प्रयास गर्नु पर्दैन । कारणस्वरूप यस्ता ब्याट्रीको तौल समेत कम हुन जान्छ ।
“सोलिड स्टेट ब्याट्रीले ७०, ८० वा १०० सेल्सियस तापक्रममा पनि काम गर्न सक्छन् । जुन लिथियम आयन ब्याट्रीमा सम्भव छैन ,” उनी भन्छिन्, “धेरै मानिसहरूलाई थाहा नहुन सक्छ बिजुली गाडीको लगभग आधा तौल लिथियम ब्याट्री र यसलाई चिसो राख्न प्रयोग गरिने उपकरण हो। ”
शर्ली मेङका अनुसार लिथियम आयन ब्याट्री बनाउने प्रक्रिया लामो र जटिल छ । थुप्रै कामदारहरू चाहिन्छन् । यसको तुलनामा सोलिड स्टेट ब्याट्री उत्पादन गर्न कम कामदार आवश्यक पर्छन् । जसले सोलिड स्टेट ब्याट्रीको उत्पादनलाई सस्तो बनाउन सहयोग गर्छ । साथै लिथियम आयन ब्याट्रीमा प्रयोग हुने विषाक्त रसायनहरू सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा प्रयोग हुँदैन । जुन वातावरणीय दृष्टिकोणका लागि पनि राम्रो पक्ष हो । तर के सोलिड स्टेट ब्याट्रीलाई पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ?
शर्ली मेङ भन्छिन्, “आत्मविश्वासका साथ भन्न सक्छु कि सोलिड स्टेट ब्याट्री पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ । अहिले सोलिड स्टेट ब्याट्रीको बक्स र सर्किट बनाउन विज्ञहरूले विशेष ध्यान दिइरहेका छन् । थुप्रै अनुसन्धानात्मक लेखहरूले पनि यो ब्याट्रीलाई पुन: प्रयोग गर्ने सम्भावना धेरै भएको देखाएका छन् ।”
टोयोटाको अभियान
विगत ३५ वर्षदेखि जेफ लाइकरले मिशिगन विश्वविद्यालयमा औद्योगिक इन्जिनियरिङ पढाउँदै आइरहेका छ्न् । उनले ‘द टोयोटा वे’ पुस्तक समेत लेखेका छन् । त्यस पुस्तकमा टोयोटाको उत्पादन र व्यवस्थापकीय इतिहासलाई उनले उतारेका छन् ।
टोयोटा गत वर्ष विश्वमा सबैभन्दा धेरै कार बिक्री गर्ने कम्पनी बनेको थियो । रिपोर्टहरूका अनुसार उक्त वर्ष मात्रै टोयोटाले विश्वभर एक करोडभन्दा बढी गाडी बिक्री गर्यो । तीमध्ये २० लाखभन्दा बढी कार अमेरिकामा मात्रै बिक्री भएका थिए।
हामीले माथि नै उल्लेख गरिसकेका छौं कि संसारको पहिलो हाइब्रिड कार प्रियस टोयोटाले बनाएको हो । यसको अर्थ प्रियसमा लगाइएको ब्याट्री गाडी गुडिरहेको बेला मात्र चार्ज हुन्थ्यो । उनै जेफ लाइकर बताउँछन् कि टोयोटाको प्रियसले चार्जिङको समस्या हल गर्न एक तहको प्रयास गरेको थियो ।
उनी भन्छन्, “त्यतिबेला टोयोटाले प्रियसलाई शून्य उत्सर्जन (जिरो इमिसन) तर्फ लैजान सक्ने कारको रूपमा हेरेको थियो । यसका लागि आफूसँग भएका सबै आधुनिक प्रविधिहरू टोयोटाले प्रियसमा प्रयोग गरेको थियो । तर यससँगै यो गाडीमा पेट्रोल मोटर समेत थियो । पछि टोयोटाले प्लगइन हाइब्रिड र इलेक्ट्रिक कारमा लगानी गर्न थाल्यो ।”
विद्युतीय चार्जिङ पोइन्टबाट चार्ज गर्न सकिने र डिजेल वा पेट्रोलबाट पनि कुदाउन मिल्ने गाडीलाई प्लगइन हाइब्रिड गाडी भनिन्छ । तर टोयोटा अझै पनि पेट्रोल र डिजेल इन्जिन मात्र भएका गाडी बनाइरहेको छ । यसको कारण अमेरिकी बजारलाई टोयोटाले मानेको हुन सक्ने बताइन्छ । किनभने धेरै अमेरिकीहरू लामो यात्रा गर्दा चार्ज गर्नका लागि गाडी बारम्बार रोकिरहन नचाहने बताइन्छ । तर जेफ लाइकर यो कुरामा असहमति जनाउँछन् ।
“मलाई लाग्छ एउटा अमेरिकी चालकले दिनमा औसत ४० देखि ५० माइल गाडी गुडाउँछ । जुन अहिलेका धेरै बिजुली गाडीले दिने रेन्ज हो । तर लामो दुरीको यात्रा गर्नु परे चार्जिङको समस्या हुन सक्ने उनीहरूले सोचेका हुन सक्छन्,” उनी भन्छन् ।
अहिले धेरै कार निर्माता कम्पनीहरू बिजुली गाडी बनाउन लागिपरिरहेका छन् । तर टोयोटाको सोच ती कम्पनीहरूको भन्दा भिन्न छ । गाडी चलाउँदा हुने प्रदूषणमा मात्रै नभई गाडी उत्पादनको प्रक्रियाबाट हुने प्रदूषणमा समेत ध्यान दिइरहेको टोयोटाको भनाइ छ । यसमा जेफ लाइकर भन्छन्, “गाडी उत्पादन प्रक्रियाको क्रममा हुने प्रदूषण कम गर्न टोयोटाले जति लगानी र परिश्रम गरेको छ, त्यसको श्रेय पाउन सकिरहेको छैन ।”
त्यस्तै टोयोटाले सोलिड स्टेट ब्याट्रीलाई ठूलो उपलब्धिको रूपमा प्रस्तुत गरिरहेको जेफ लाइकर सुनाउँछन् । यद्यपि यो उपलब्धि पछाडिको कथा बताउन भने टोयोटाले नचाएको उनको बुझाइ छ । प्राय: कम्पनीले त्यस्ता घोषणा गरेपछि कुनै पनि उत्पादन तुरुन्तै बजारमा आउन् भन्ने अपेक्षा सबैले गर्छन् । तर यो ब्याट्री बजार पुग्न समय लाग्ने जेफ लाइकर बताउँछन् ।
उनका अनुसार आगामी पाँच वर्षमा केही मात्रामा यस्तो ब्याट्रीको उत्पादन हुन सक्छ । सुरुमा लेक्सस जस्ता महँगा गाडीहरूमा प्रयोग गरिने भएकाले यी ब्याट्रीहरू बनाउने लागत तुलनात्मक रूपमा बढी हुन जान्छ । अन्य सवारी साधनहरूमा यो ब्याट्री प्रयोग गर्न दश वर्षसम्म लाग्न सक्छ । यद्यपि ठूलो मात्रामा उत्पादन गर्न भने पैसा बाहेक पर्याप्त खनिज पदार्थ चाहिने भएकाले समय लाग्न सक्छ ।
खनिज अर्थात् स्रोत
लिथियम ब्याट्री बनाउन जुन खनिज सामग्रीहरू चाहिन्छन्, सोलिड स्टेट ब्याट्रीका लागि पनि तिनैको जरुरत पर्छ । हाल वार्षिक रूपमा करिब एक लाख ३० हजार टन लिथियम उत्पादन हुने गर्छ ।
ब्रिटिस जियोलोजिकल सर्भेका खनिज पदार्थका विशेषज्ञ हुन् डा. ईभी पेटवारात्जी । उनका अनुसार आगामी दिनहरूमा कार उद्योगका कारण ब्याट्री उत्पादन गर्न आवश्यक सामग्रीको माग कयौं गुणाले बढ्नेछ ।
उनी भन्छिन्, “ब्याट्रीका लागि आवश्यक खनिजको माग सात वर्षमा पाँच गुणाले बढ्ने अनुमान गरिएको छ । तर नयाँ खानी बनाउन १५ देखि २० वर्ष लाग्ने गर्छ । यसकारण खनिजको माग धान्न गाह्रो पर्ने देखिन्छ । माग र आपूर्तिबिच सन्तुलन नहुने देखिन्छ ।”
विश्वको वर्तमान समस्याका कारण ब्याट्री उत्पादन गर्ने कम्पनीहरूले कारखाना नजिकका ठाउँबाट लिथियम निकाल्न खोजिरहेका छन् । अहिले चिली र अस्ट्रेलियाबाट अधिकांश लिथियम उत्पादन भइरहेको छ ।
तर चीनले विदेशमा खानी किन्ने, त्यहाँबाट आफ्नो देशमा खनिज पदार्थ लैजाने र प्रशोधन गर्ने काम गरिरहेको छ । यसकारण विश्वमा आपूर्ति हुने खनिजमध्ये आधाभन्दा बढी चीनमा प्रशोधन हुने गरेको छ । यसले पश्चिमा राष्ट्रहरूमा चिन्ता थप्दै लगिरहेको विश्लेषण गरिएको छ ।
लिथियम उद्योगमा निजी तथा सरकारी कम्पनीलाई सहभागी गराउन चीनले प्रोत्साहन र सहुलियत दिइरहँदा अन्य देशले भने त्यसो गर्न नसकेको डा ईभी पेटवारात्जीले बताएका छन् । “अधिकांश उत्पादन चीनमा भइरहेको छ । अन्य देशहरू आपूर्तिका लागि चीनमा निर्भर छन् । त्यसैले अन्य देशहरूमा पनि यस्ता प्रशोधन कारखाना स्थापना गर्न जरुरी छ,” उनी भन्छन् ।
अहिले अधिकांश पश्चिमी देशहरूले हरित भविष्यका लागि आवश्यक पर्ने सामग्री जुटाउन लागि परेका छन् । अमेरिकाले चीनलाई सैन्य हतियार र प्रविधिमा प्रयोग हुने आधुनिक सेमिकन्डक्टर चिप्सको आपूर्तिमा रोक लगाएको छ । त्यसको प्रतिक्रिया स्वरूप चीनले पनि अमेरिकामाथि केही महत्त्वपूर्ण खनिजको निर्यातमा प्रतिबन्ध लगाएको छ । यस अवस्थाले कारमा प्रयोग हुने ब्याट्रीको पुन: प्रयोगको महत्त्वलाई अझ बढाएको छ ।
यसबारे डा ईभी पेटवारात्जी भन्छन्, “लिथियम ब्याट्रीहरू पहिलेदेखि नै पुन: प्रयोग भइरहेका छन् । जब लिथियम ब्याट्रीको आयु सकिन्छ, त्यसका पार्टपुर्जा र सामग्रीहरूलाई नयाँ ब्याट्री बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ । यस दिशामा हामी जानु पर्छ ।”
अब हामी आजको मुख्य प्रश्नमा फर्कौं । के टोयोटाले बिजुली गाडीको ब्याट्रीको समस्या समाधान गरेकै हो त ? यसको सरल जवाफ हुन्छ, हो । हो, टोयोटाले सोलिड स्टेट ब्याट्री बनाउने प्रविधि पत्ता लगाएको छ । यस्तो ब्याट्री भएका गाडीले एक पटकको चार्जमा लामो दुरीको यात्रा गर्न सक्छन् ।
तर समस्या यी ब्याट्रीलाई टोयोटाले आफ्नो गाडीमा प्रयोग गर्न कम्तीमा पनि चार वर्ष लाग्ने छ । लिथियम पनि प्रयोग गरिने भएकाले यो ब्याट्रीको उत्पादन वातावरणको लागि प्रतिकूल नै हुन्छ । यससँगै विश्वमा जारी देशहरू बीचको तानवका कारण ब्याट्रीको आपूर्तिमा पनि अवरोध हुन सक्छ । टोयोटा बाहेक अन्य कम्पनीहरूले पनि सोलिड स्टेट ब्याट्री बनाउने काम गरिरहेका छन् ।
साथै अर्को ब्याट्री प्रविधिमा पनि काम भइरहेको छ, जसमा सजिलै उपलब्ध हुने सोडियम प्रयोग गरिन्छ । तर अक्सफोर्ड युनिभर्सिटीका पल शिएरिङ सबै कम्पनीबिच सहकार्य भए सोलिड स्टेट ब्याट्रीले सफलता पाउने सम्भावना बढ्ने बताउँछन् । र यसबाट विश्वमा प्रदूषण न्यूनीकरण गर्ने लक्ष्य हासिल गर्न सहयोग पुग्ने धारणा उनी राख्छन् ।
(बीबीसीको द इन्क्वेरीबाट अनुदित सामग्री)
पछिल्लो अध्यावधिक: पुस २३, २०८० २०:१३
