சென்ற பதிவில், நடைமுறையில் உள்ள லித்தியம்-அயனி பேட்டரிகளைக் காட்டிலும் 5 மடங்கு அதிக மின் தேக்குத்திறன் கொண்ட பேட்டரிகள் பற்றி பார்க்கலாம் என்று சொல்லியிருந்தேன். இந்த முறை கொஞ்சம் புதுமையாக, ஒரு பழைய கதையுடன் தொடங்கலாம்.
மிருகண்டர் என்ற ஒரு முனிவருக்கும் மருதவதி என்ற அவரது மனைவிக்கும் குழந்தைபேறு இல்லையாம். சிவபெருமானிடம் பிள்ளை வரம் வேண்டிக்கொண்டார்களாம். மனம் இளகிய சிவன், அவர்களுக்கு வழக்கம்போல் ஒரு விசித்திரமான, சோதிக்கும் வரத்தைத் தருகிறார்.
வாய்ப்பு #1: 100 வயது வரை வாழும் குழந்தை பிறக்கும்; ஆனால் முட்டாளாக வாழும்.
வாய்ப்பு #2: அறிவு மிக்க குழந்தை பிறக்கும். 16 வயதினிலே இறந்துவிடும். எது வேண்டும்? இது தான் அந்த வரத்தில் இருக்கும் சாபம்.
பேட்டரி ஆராய்ச்சியிலும் இதே போல ஒரு சிக்கலான ஒரு கேள்வி இருக்கிறது. அது என்னவென்றால், ஒரு வகையான பேட்டரியை ஆயிரக்கணக்கான முறை சார்ஜ் செய்து மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுத்தலாம். ஆனால் அதன் மின் தேக்குத்திறன் குறிப்பிட்ட அளவுக்குள்ளாகவே இருக்கும்; மெல்ல மெல்ல இந்த ஆற்றல் குறைந்து கொண்டே வரும். மற்றொரு வகையான பேட்டரி, முன்னதைக் காட்டிலும் 5 மடங்கு அதிக ஆற்றலைக் கொண்டது. ஆனால், 100 முறை மட்டுமே பயன்படும். எது வேண்டும்?
மேலே உள்ள படத்தில் தலைமுறை 4-இல் இடம்பெற்றுள்ள லித்தியம்-சல்ஃபர் வகை பேட்டரி தான் நம் கதையின் மார்கண்டேயன்.
லித்தியம்-கந்தகம் பேட்டரி எப்படி ஆற்றல் தருகிறது? இதில் என்ன சிறப்பு/குறைபாடு?
முதலில் செயல்பாடும் சிறப்புகளும்: லித்தியம்-அயனி பேட்டரியில் லித்தியம் அயனிகள் வாடகைக்குக் குடியிருப்போர் போல நேர் மின் தகட்டிற்கும் எதிர் மின் தகட்டிற்கும் குடிபெயர்ந்து கொண்டே இருக்கும் என்று ஏற்கனவே பார்த்தோம். இதனை இடைச்செறுகல் (intercalation) என்று சொல்கிறோம். லித்தியம்-கந்தகம் கொண்ட பேட்டரிகளில் லித்தியம் அயனிகள் கந்தக அயனிகளுடன் சேர்ந்துகொண்டு பல்சல்பைடுகளாக (polysulphides) Li2S8, Li2S6, Li2S4, Li2S2 என்று கொஞ்சம் கொஞ்சமாக மாறி இறுதியில் Li2S என்ற முழு சந்திரமுகியாகவே மாறிவிடுகின்றன. சார்ஜ் செய்யும்போது மீண்டும் Li மற்றும் S8 என்ற கங்காவாக உருப்பெறுகின்றன. இந்த முறையை conversion என்று சொல்கிறோம்.
இதில் சிறப்பு என்னவென்றால், கந்தகம் என்பது மிக அதிகமாகவும் எளிதாகவும் கிடைக்கக்கூடிய பொருள். பெட்ரோலியத் துறையில் ஒரு கிளைப்பொருளாக (by-product) டன் கணக்கில் கிடைக்கக் கூடிய கந்தகம் லித்தியம்-அயனி பேட்டரி தயாரிக்கத் தேவைப்படும் மூலப்பொருட்களான கோபால்ட், நிக்கல் போன்றவற்றை விட ஆயிரம் மடங்கு மலிவாகவும் எளிதாகவும் கிடைக்கக்கூடியது. நச்சுத் தன்மையும் மிகக் குறைவு. மற்றொரு சிறப்பு, கார்பனுக்குப் பதிலாக லித்தியத்தையே பயன்படுத்துவதால், அதன் ஆற்றல் அடர்த்தியையும் மின்திறனையும் முழுமையாகப் பயன்படுத்த முடியும். அப்படியானால் இனி லித்தியம்-சல்ஃபர் பேட்டரிகளின் ஆதிக்கம் தானா என்கிறீர்களா? இனி குறைபாடுகளைப் பார்க்கலாம்: மார்க்கண்டேயனின் 16 ஆண்டு ஆயுள் போலவே லித்தியம் சல்ஃபர் பேட்டரிகள் நூறு முதல் நூற்றைம்பது முறை மட்டுமே மின்னேற்றம்/மின்னிறக்கம் (charge/discharge) சுழற்சிகளைத் தாங்கக்கூடியது. அதற்குமேல் பயன்படுத்தினால் பாலிசல்பைடு என்கிற ஃபாலிடாலைக் குடித்துத் தற்கொலை செய்து கொள்கின்றன. ஏனென்றால், Li2S8, Li2S6, Li2S4, Li2S2 ஆகியவற்றில் சில பாலிசல்ஃபைடுகள் சந்திரமுகியாகவே இருந்துவிடத் துடிக்கின்றன. முழு உருமாற்றம் தடைபடுகிறது. இறுதியில் பேட்டரி படுத்துவிடுகிறது. எல்லாவற்றுக்கும் மேலாக, கந்தகம், அதற்கு மின் கடத்துத்திறன் அளிக்கும் கரிமம், மற்றும் மின்பகுளியைச் சீராக வைத்திருக்கும் லித்தியம் நைட்டிரேட் ஆகியவற்றை கொண்ட சேர்மம் இதில் இருப்பதால், சிறப்பானதொரு வெடிமருந்துக்கான ரெசிபி இந்த பேட்டரி. எனவே லித்தியம் சல்ஃபர் பேட்டரிகளை விமானம் மற்றும் கப்பல் போக்குவரத்தில் அனுமதிப்பதற்குச் சாத்தியமில்லை.
இதற்கு என்ன தீர்வு?
1. பாலிசல்ஃபைடுகளைக் கட்டுக்குள் வைத்திருக்கக் கூடிய வேதிப்பொருட்களைக் கண்டறிந்து பயன்படுத்துதல்
2. லித்தியம் மின் தகட்டின் மீது பாதுகாப்புப் பூச்சு அமைப்பது. இது பாலிசல்ஃபைடுகள் லித்தியத்தின் மேற்பரப்பை அரிப்பதைத் தடுக்கும்.
நாங்கள் 1000 முறை சார்ஜ்/டிஸ்சார்ஜ் செய்து விட்டோம். ஐந்து மடங்கு அதிக ஆற்றலை நிரூபித்து விட்டோம் என்று அடிக்கடி ஆராய்ச்சி உலகில் ராமர் பிள்ளைகள் தோன்றி மறைகின்றனர். உண்மை என்னவென்றால், வணிக ரீதியாக லித்தியம் சல்ஃபர் பேட்டரி தயாரித்துக் கொண்டிருந்த Oxis, Sion ஆகிய இரண்டே நிறுவனங்களில் Oxis திவாலாகி விட்டது. Sion தரப்பில் பேச்சு மூச்சே இல்லை.
தொடரும் ஆய்வுகளின் வெளிப்பாடாக என்றேனும் ஒருநாள் நூறாண்டு வாழும் மார்கண்டேய பேட்டரியைக் கண்டுபிடிப்போம் என்று நம்புவோமாக.
இணைய பயணம் 