सोडियम-आयन बैटरियाँ

संदर्भ

लीथियम आयात पर निर्भरता और आपूर्ति शृंखला से जुड़े जोखिमों को लेकर चिंताओं के बीच, भारत अपनी बैटरी रणनीति पर पुनर्विचार कर रहा है और सोडियम-आयन बैटरी एक सुरक्षित, रणनीतिक विकल्प के रूप में उभर रही है।

भारत को सोडियम-आयन बैटरी की आवश्यकता क्यों है?

• लीथियम, कोबाल्ट और निकेल जैसे आयातित महत्त्वपूर्ण खनिजों पर निर्भरता कम करता है।
• भौगोलिक रूप से विविध रूप से उपलब्ध प्रचुर मात्रा में सोडियम के उपयोग से ऊर्जा सुरक्षा को बढ़ाता है।
• लागत-प्रभावी ग्रिड-स्तरीय भंडारण और घरेलू विनिर्माण को बढ़ावा देता है।

सोडियम-आयन बैटरियों के बारे में

• सोडियम-आयन बैटरी (SiB) रिचार्जेबल बैटरी है, जो लीथियम आयनों के बजाय सोडियम आयनों (Na⁺) को चार्ज वाहक के रूप में उपयोग करती हैं।
• ये लीथियम-आयन सेल की तरह ही “रॉकिंग-चेयर” बैटरी परिवार से संबंधित हैं, परंतु इनकी निर्भरता अधिक प्रचुर कच्चे संसाधनों पर है।
  • “रॉकिंग-चेयर” बैटरी एक रिचार्जेबल सिस्टम है,जिसमें आयन (Li/Na आयन) चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्रों के दौरान इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड और एनोड के मध्य आगे-पीछे गति करते हैं।
• सोडियम-आयन बैटरी की कार्यप्रणाली
  • चार्जिंग: सोडियम आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड से एनोड की ओर गति करते हैं; इलेक्ट्रॉन बाहरी परिपथ के माध्यम से प्रवाहित होते हैं।
  • डिस्चार्जिंग: सोडियम आयन वापस कैथोड की ओर लौटते हैं, जिससे विद्युत ऊर्जा मुक्त होती है।
  • प्रमुख डिजाइन विशेषता: लीथियम-आयन बैटरियों से भिन्न, जहाँ एनोड पर ताँबे का उपयोग आवश्यक होता है, इन बैटरियों में दोनों इलेक्ट्रोडों पर एल्युमीनियम करंट कलेक्टर के रूप में प्रयुक्त होता है।
• अनुप्रयोग
  • नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण के लिए ग्रिड-स्तरीय ऊर्जा भंडारण।
  • दो और तिपहिया इलेक्ट्रिक वाहन, जहाँ अति-उच्च ऊर्जा घनत्व अनिवार्य नहीं है।
  • घरों, दूरसंचार टॉवरों और औद्योगिक बैकअप के लिए स्थिर भंडारण।
  • लोड संतुलन और पीक शेविंग के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणाली (ESS)।
• सीमाएँ / सीमितताएँ
  • लीथियम-आयन बैटरियों की तुलना में कम ऊर्जा घनत्व, जिससे दीर्घ दूरी वाली ईवी के उपयोग में सीमा आती है।
  •  आयतनिक ऊर्जा घनत्व के स्तर पर ये उन्नत लीथियम रसायनों से पिछड़े हुए हैं।
  • पर्यावरण और वाणिज्यिक कार्यान्वयन अभी प्रारंभिक चरण में हैं।

लीथियम-आयन बनाम सोडियम-आयन बैटरियाँ

पहलू	लीथियम-आयन बैटरियाँ	सोडियम-आयन बैटरियाँ
चार्ज वाहक	लीथियम आयन (Li⁺)	सोडियम आयन (Na⁺)
कच्चे माल की उपलब्धता	दुर्लभ, भौगोलिक रूप से केंद्रीकृत	प्रचुर मात्रा में उपलब्ध और सस्ता
वर्तमान कलेक्टर	ताँबा (एनोड), एल्युमिनियम (कैथोड)	दोनों इलेक्ट्रोडों पर एल्युमिनियम
ऊर्जा घनत्व	उच्च (दीर्घ दूरी वाली ईवी के लिए उपयुक्त)	कम (स्थिर/स्थायी उपयोग के लिए बेहतर)
सुरक्षा और परिवहन	चार्ज की स्थिति (SOC) की सीमाओं के कारण उच्च थर्मल रनअवे का जोखिम	सुरक्षित; 0% चार्ज स्थिति (SOC) पर भी संगृहीत किया जा सकता है।

निष्कर्ष

सुरक्षा, सामग्रियों की प्रचुरता, निर्माण संगतता और रणनीतिक मजबूती को मिलाकर, सोडियम-आयन बैटरियाँ लीथियम-आयन प्रणालियों की पूरक बन सकती हैं और भारत की दीर्घकालिक ऊर्जा एवं औद्योगिक सुरक्षा को मजबूत कर सकती हैं।

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