महान दिमाग अक्सर अपने समय से आगे सोचते हैं। यह निश्चित रूप से थॉमस एडिसन के लिए सच था, जिन्होंने इलेक्ट्रिक वाहनों के चलन में आने से बहुत पहले ही उनकी क्षमता की कल्पना कर ली थी। लेकिन एडिसन के जीवनकाल में, गैस से चलने वाली कारों में तेजी से तकनीकी प्रगति ने उनके विचार – विशेष रूप से प्रोटो-ईवीएस के लिए निकल-लोहे की बैटरी – को पृष्ठभूमि में धकेल दिया। अब तक.
विज्ञान पत्रिका स्मॉल के हालिया अंक में, इंजीनियरों ने बताया कि उन्होंने नए नैनोटेक्नोलॉजी उपकरणों का उपयोग करके निकेल-आयरन बैटरी विकसित करके “एडिसन की किताब से एक पृष्ठ लिया है”, जैसा कि उन्होंने एक बयान में बताया है। जैसा कि कहा गया है, पुनर्निर्मित बैटरी कारों को बिजली देने की तुलना में सौर ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए अधिक उपयुक्त प्रतीत होती है, जो कि एडिसन का मूल उद्देश्य था। भले ही, यह प्रयोग आविष्कारक के विचारों को नई प्रासंगिकता के साथ वापस लाता है, भले ही यह आधुनिक विज्ञान द्वारा संचालित हो।
एक विचार जिसे भुलाया नहीं जा सकता
एडिसन का मूल डिज़ाइन नए प्रोटोटाइप की तुलना में बहुत अधिक भद्दा था। साइंटिफिक अमेरिकन के अनुसार, इसके टर्मिनलों पर इसका वजन “124.5 पाउंड से 186.5 पाउंड प्रति हॉर्सपावर घंटा” था। जैसा कि नट्स एंड वोल्ट बताते हैं, इसमें एनोड और कैथोड के लिए क्रमशः लोहे और निकल स्क्रीन का उपयोग किया गया था, जो पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोलाइट में डूबे हुए थे। यह संभावित रूप से खतरनाक भी था, क्योंकि इसमें चार्ज करते समय हाइड्रोजन छोड़ने की प्रवृत्ति थी।
लेकिन डिज़ाइन के कुछ पहलू ऐसे थे जिन्होंने आधुनिक वैज्ञानिकों का ध्यान खींचा, न कि केवल नई बैटरी प्रोटोटाइप के पीछे का पहलू। उदाहरण के लिए, 2017 में, नीदरलैंड स्थित एक टीम ने नवीकरणीय ईंधन बनाने के लिए एडिसन के डिजाइन से हाइड्रोजन रिसाव का उपयोग करने का एक तरीका खोजा।
इसके विपरीत, नई बैटरी एडिसन के विचार की अधिक प्रत्यक्ष पुनर्कल्पना है, जिसमें यह अपने उपोत्पादों के विपरीत बैटरी पर ही ध्यान केंद्रित करती है। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स (यूसीएलए) के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित प्रोटोटाइप, निकल और लोहे का एक नैनोक्लस्टर है, जो गोमांस उत्पादन से आणविक उपोत्पादों के भीतर पैक किया गया है।
प्राकृतिक कंकाल
हां, आपने सही पढ़ा – गोमांस उत्पादन। यह बैटरी के लिए एक अजीब नुस्खा की तरह लग सकता है, लेकिन शोधकर्ता अपना खाका तैयार करते समय प्राकृतिक प्रक्रियाओं से प्रेरित थे। विशेष रूप से, उन्होंने जानवरों की हड्डियों और शेलफिश द्वारा उनके खोल बनाने के तरीकों से संकेत लिया। कंकाल आमतौर पर प्रोटीन की समन्वित क्रिया के माध्यम से बनते हैं जो शरीर को कैल्शियम-आधारित यौगिकों को इकट्ठा करने में मदद करते हैं।
यूसीएलए में अध्ययन के सह-लेखक और बायोकेमिस्ट रिक कनेर ने बताया, “सही ढंग से खनिज पदार्थ डालने से हड्डियां मजबूत होती हैं, फिर भी इतनी लचीली होती हैं कि भंगुर न हों।” “यह कैसे किया जाता है यह लगभग उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि उपयोग की गई सामग्री, और प्रोटीन मार्गदर्शन करते हैं कि उन्हें कैसे रखा जाता है।”
एक क्रिंकली नैनोबैटरी
बैटरी का लेआउट इस तरह दिखता है: प्रोटीन अणुओं की मुड़ी हुई संरचना में कई कोने और क्रेनियां होती हैं। शोधकर्ताओं ने क्रमशः सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के अनुरूप निकल और लोहे के समूहों को सिलवटों में जोड़ा, फिर अणुओं को कार्बन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बनी एक अति पतली शीट के साथ जोड़ा।
इस प्रणाली को अत्यधिक गर्म करने से ऑक्सीजन दूर हो गई और छोटे प्रोटीन-होस्टेड धातु समूहों को सामग्री में एम्बेड किया गया, जिससे एयरजेल जैसी संरचना बन गई। इस व्यवस्था ने शोधकर्ताओं को बैटरी के सतह क्षेत्र को अधिकतम करने की अनुमति दी।
इसका मतलब है कि “लगभग हर एक परमाणु प्रतिक्रिया में भाग ले सकता है,” अध्ययन के सह-लेखक और यूसीएलए बायोकेमिस्ट माहेर एल-कैडी ने कहा, इससे बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया में काफी तेजी आती है।
एल-कैडी ने कहा, “लोग अक्सर आधुनिक नैनोटेक्नोलॉजी उपकरणों को जटिल और उच्च तकनीक के रूप में सोचते हैं, लेकिन हमारा दृष्टिकोण आश्चर्यजनक रूप से सरल और सीधा है।” “हम केवल सामान्य सामग्रियों को मिला रहे हैं, हल्के गर्म करने के चरण लागू कर रहे हैं, और व्यापक रूप से उपलब्ध कच्चे माल का उपयोग कर रहे हैं।”
नये इरादों के साथ वापसी
प्रारंभिक परीक्षणों में, प्रोटोटाइप ने दिखाया कि यह महज कुछ सेकंड में रिचार्ज हो सकता है, सफलतापूर्वक अपने चार्ज चक्र को 12,000 बार दोहरा सकता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, यह 30 वर्षों से अधिक के दैनिक रिचार्ज के बराबर था।
हालाँकि, जैसा कि टीम ने स्वीकार किया है, बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग की जाने वाली लिथियम-आयन बैटरी की क्षमताओं से मेल खाने में कम पड़ती है। उन्होंने कहा कि एडिसन से प्रेरित बैटरी सौर खेतों द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजली को संग्रहीत करने या डेटा केंद्रों पर बैकअप पावर स्रोत के रूप में बेहतर उपयुक्त होगी।
