फ्यूल सेल कैसे लिथियम बैटरियों की स्थिरता में सुधार करते हैं

2025-03-26

वातावरणीय तापमान में वृद्धि ने जैव विविधता को खतरे में डाल दिया है, समुद्र स्तर को बढ़ा दिया है, और मौसम को इतना बदल दिया है कि किसी भी दिन जलवायु में नाटकीय परिवर्तन का अब पता लगाया जा सकता है। पर्यावरण वैज्ञानिक और इंजीनियर ऊर्जा दक्षता, विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार करने के लिए काम कर रहे हैं, और नवीकरणीय ऊर्जा स्थायी विकास का एक आधार बन गई है।

लिथियम-आयन बैटरियों और हाइड्रोजन फ्यूल सेल पर वर्तमान शोध वैज्ञानिकों और जनता की बढ़ती रुचि को आकर्षित कर रहा है। 2025 तक, वैश्विक लिथियम-आयन बैटरी बाजार $100 अरब का होने की उम्मीद है; साथ ही, वैश्विक हाइड्रोजन फ्यूल सेल बाजार भी $10 अरब से अधिक होने की उम्मीद है।

संभावित कार्बन न्यूनीकरण समाधानों पर शोध का ध्यान लिथियम-आयन बैटरियों और हाइड्रोजन फ्यूल सेल के उपयोग से संबंधित चुनौतियों को हल करने पर केंद्रित है ताकि ऑटोमोटिव उद्योग को कार्बन रहित किया जा सके।

इलेक्ट्रिक वाहनों की बढ़ती लोकप्रियता के साथ, लिथियम-आयन बैटरियों का उत्पादन बढ़ रहा है। साथ ही, हाइड्रोजन फ्यूल सेल अक्सर परिवहन, भवनों और ग्रिड सिस्टम में ऊर्जा भंडारण के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन चलाना आंतरिक दहन इंजन की तुलना में अधिक स्थायी है, लेकिन लिथियम-आयन बैटरियों में कैथोड सामग्री जैसे लिथियम, कोबाल्ट, ग्रेफाइट और निकल होता है, जो निष्कर्षण और निर्माण के प्रक्रियाओं से गुजरती हैं जो ग्रीनहाउस गैसें उत्पन्न करती हैं। ये छोटे उपकरणों में अधिक शक्ति बनाए रखने के लिए डिज़ाइन की गई हैं, इसलिए यदि इन पर दबाव डाला जाए या ये फट जाएँ, तो ये जलने का जोखिम भी बढ़ा देती हैं।

फ्यूल सेल एक सुरक्षित, उत्सर्जन-मुक्त वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत हैं। नेट-जीरो उपकरण रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से बिजली उत्पन्न करते हैं, जिसमें हाइड्रोजन प्राथमिक अभिकर्ता के रूप में होता है।

फ्यूल सेल: लिथियम बैटरियों की शक्ति दक्षता में सुधार करना

ये दो उन्नत तकनीकें आपस में विपरीत नहीं हैं, क्योंकि फ्यूल सेल लिथियम-आयन बैटरियों की शक्ति को बढ़ाने की क्षमता रखते हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों के मामले में, हाइड्रोजन फ्यूल सेल ड्राइविंग रेंज में सुधार कर सकते हैं और पुनः ईंधन भरने की समस्याओं को हल कर सकते हैं, जबकि लिथियम-आयन बैटरियों से जुड़ी ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को भी कम कर सकते हैं।

हाइड्रोजन का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करने और संग्रहित करने के अलावा, ईंधन कोशिकाएँ निम्नलिखित तरीकों से लिथियम-आयनों की बैटरी पावरट्रेन में सुधार कर सकती हैं:

1. कारों और वाहन की सहायक उपकरणों को स्टार्ट करने के लिए शुद्ध-शून्य बिजली उत्पन्न करें। 2. पुनर्जनन ब्रेकिंग के लिए ऊर्जा संग्रह करें और पहियों को चलाने के लिए इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन मोटर्स जोड़ें। 3. बैकअप बैटरियों को चार्ज करें। लिथियम-आयन बैटरियाँ हमेशा इलेक्ट्रिक वाहनों में एक प्रमुख तत्व रहेंगी, चाहे ऊर्जा स्रोत और इंजन को कैसे ही एकीकृत किया जाए, लेकिन वे पूर्ण नहीं हैं। हाइड्रोजन ईंधन सेल द्वारा संचालित इलेक्ट्रिक वाहनों को भी कुछ चुनौतियों का सामना करना पड़ता है।

लिथियम-आयन बैटरियाँ और हाइड्रोजन ईंधन सेल स्वाभाविक रूप से भारी भार के तहत लंबी दूरी तक चलने में असमर्थ हैं, जिससे त्वरण और ब्रेक लगाना अधिक कठिन हो जाता है। हाइड्रोजन ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों में त्वरण के दौरान अस्थिर बिजली उत्पादन की समस्या भी होती है। हालाँकि, चूँकि हाइड्रोजन ईंधन सेल अपने आप बिजली उत्पन्न और संग्रहीत कर सकते हैं, इसलिए लिथियम बैटरी की ऊर्जा को पूरक करने के लिए उनकी पूरी क्षमता का उपयोग करने के लिए बहुत जगह है।

नाटकीय जलवायु परिवर्तन के समय में, स्थिरता कभी भी इतनी महत्वपूर्ण नहीं रही है - शुद्ध-शून्य परिवहन की ओर संक्रमण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना शुरू करने के लिए एक आदर्श क्षेत्र है। हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का विकास लिथियम-आयन बैटरियों के विकास में सहायता कर सकता है, इस प्रकार ऑटोमोटिव ऊर्जा के हरे भविष्य को फिर से आकार दे सकता है।