ബാറ്ററി: ചരിത്രവും വർത്തമാനവും

നമ്മുടെ മൊബൈൽ ഫോണുകളും ലാപ് ടോപ്പുകളുമൊക്കെ പ്രവർത്തിക്കാനുള്ള വൈദ്യുതോർജം നൽകുന്നതു ബാറ്ററികൾ ആണെന്നറിയാമല്ലോ? വാച്ചുകളിലും കാറിന്റെ ‘റിമോട്ട് കീ’കളിലും ഒക്കെ കാണാറുള്ള ബട്ടൺ ബാറ്ററികൾ മുതൽ കംപ്യൂട്ടർ ഡേറ്റാ സെന്ററുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന, വീട്ടിലെ ഒരു വലിയ മുറിയുടെ വലുപ്പമുള്ള ഭീമാകാര ബാറ്ററികൾ വരെ നിലവിലുണ്ട്. ഒറ്റവാക്കിൽ പറഞ്ഞാൽ, ബാറ്ററികൾ ‘രാസോർജത്തെ വൈദ്യുതോർജമാക്കി’ മാറ്റുന്ന ഉപകരണമാണ്. സാധാരണയായി രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകളും (ആനോഡ്, കാഥോഡ്) ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റും ചേർന്നാണു ബാറ്ററി ഉണ്ടാക്കുന്നത്.

അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ബെഞ്ചമിൻ ഫ്രാങ്ക്ലിൻ ആണ് ആദ്യമായി ബാറ്ററി എന്ന പദം ഉപയോഗിച്ചതെങ്കിലും, പ്രായോഗികമായി ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ബാറ്ററികൾ കണ്ടെത്തിയത് 1799ൽ ഇറ്റാലിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ അലസാന്ദ്രോ വോൾട്ടയാണ്. വാഹനങ്ങളിൽ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്ന ‘ലെഡ് - ആസിഡ്’ ബാറ്ററികൾ കണ്ടുപിടിച്ചത് (1859) ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഗാസ്റ്റൻ പ്ലാന്റെ ആണ്. ഇന്ത്യയിൽ ഇപ്പോൾ വ്യവസായരംഗത്ത് ഏറ്റവും പ്രചാരത്തിലുള്ളത് ഇത്തരം ബാറ്ററികളാണ്. ഉദാ: കാർ ബാറ്ററികൾ, ഇൻവെർട്ടർ.

മൊബൈൽ ഫോണുകൾ, ലാപ്‌ടോപ്പുകൾ തുടങ്ങി റീ ചാർജ് ചെയ്തുപയോഗിക്കുന്ന പല ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററികളാണു ‘ലിഥിയം അയോൺ’ ബാറ്ററികൾ. ജാപ്പനീസ് കമ്പനിയായ ‘സോണി’യാണ് ആദ്യമായി (1991) ഇവ വിപണിയിലെത്തിച്ചത്. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതിനാണ് സ്റ്റാൻലി വിറ്റിങ്ങാം, ജോൺ ബി. ഗുഡ്ഇനഫ്, അകീര യോഷിനോ എന്നിവർക്ക് ഇക്കുറി രസതന്ത്ര നൊബേൽ ലഭിച്ചത്. നാം സാധാരണ കാണുന്ന ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ ലിഥിയം കൊബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ്, കാഥോഡ് ആയും കാർബൺ (ഗ്രാഫൈറ്റ്) ആനോഡ് ആയും പോളിമർ ജെൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ആയും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ കാര്യക്ഷമത കൂട്ടാൻ ധാരാളം ഗവേഷണങ്ങൾ ലോകത്തിന്റെ പല ഭാഗങ്ങളിൽ നടക്കുന്നുണ്ട്.

മറ്റുള്ള ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളെക്കാളും വളരെ പെട്ടെന്ന് റീ ചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികളാണ് ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ് ബാറ്ററികൾ. ഇവയിൽ കാഥോഡ് ആയി ലിഥിയം കൊബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് തന്നെ. പക്ഷേ, ആനോഡ് ആയി ഗ്രാഫൈറ്റിനു പകരം ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. മിത്‌സുബിഷിയുടെയും ഹോണ്ടയുടെയും ചില ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളിൽ ഈ ബാറ്ററികളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. കൂടാതെ, കൂടുതൽ സുരക്ഷിതമായതിനാൽ ഇത്തരം ബാറ്ററികൾക്കു മെഡിക്കൽ/ ആരോഗ്യപരിപാലന രംഗങ്ങളിൽ വൻ വിപണന സാധ്യതയുമുണ്ട്.

കഴിഞ്ഞ മാസം മുഖ്യമന്ത്രിയുടെ ജപ്പാൻ പര്യടനസമയത്ത്, തോഷിബയുടെ ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ് ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ കേരളത്തിലെ പൊതുമേഖലാ സ്ഥാപനങ്ങൾക്കു നൽകാമെന്നു വാഗ്ദാനം ലഭിച്ചെന്ന വാർത്ത വായിച്ചിരുന്നില്ലേ?

ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾ ഇപ്പോഴുള്ള പല സ്മാർട് ഡിവൈസുകൾക്കും ഊർജം പകരാൻ പര്യാപ്തമാകുമെങ്കിലും, ഇൻഫർമേഷൻ ടെക്നോളജിയുടെ മുന്നോട്ടുള്ള കുതിപ്പിനു കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ വലിയ തോതിൽ വൈദ്യുതോർജം വിട്ടുകൊടുക്കുന്ന ഊർജസ്രോതസ്സുകൾ ആവശ്യമായി വരും. ബാറ്ററികൾക്കു വലിയ തോതിൽ ഊർജം സംഭരിക്കാൻ പറ്റും. പക്ഷേ, കൂടുതൽ ഊർജം വേണ്ട ഉപകരണങ്ങൾക്കു വളരെപ്പെട്ടെന്ന് ഊർജം (ശക്തിസാന്ദ്രത) നൽകാൻ ഇപ്പോൾ നിലവിലുള്ള ബാറ്ററികൾക്കു സാധ്യമല്ല. ഇതിനൊരു പരിഹാരമാണ് സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്ററുകൾ. ഇവയ്ക്കു വളരെപ്പെട്ടെന്നു ചാർജ് ചെയ്യാനും അത് ഉപകരണങ്ങൾക്കു വിട്ടുകൊടുക്കാനും പറ്റും.പക്ഷേ, നിലവിലുള്ള സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്ററുകൾക്കു ബാറ്ററികളെപ്പോലെ ഊർജം സംഭരിക്കാൻ കഴിവില്ല. ഇതു മറികടക്കാനുള്ള ധാരാളം ഗവേഷണങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. സമീപഭാവിയിൽ ഇതും യാഥാർഥ്യമാകുമെന്നു കരുതാം.

(അയർലൻഡിലെ സ്ലൈഗോ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ നാനോ ടെക്നോളജി ആൻഡ് ബയോ എൻജിനീയറിങ് വിഭാഗം മേധാവിയാണ് ലേഖകൻ)

English Summary: Battery technology