हालाँकि ऐसे कई तरीके हैं जिनसे मानव गतिविधि ने जलवायु परिवर्तन लाया है, वैश्विक बिजली उत्पादन स्रोत प्रमुख दोषियों में से हैं. पवन और सौर ऊर्जा की आपूर्ति में मामूली बढ़ोतरी के बावजूद, हम अभी तक उस बिंदु तक नहीं पहुंचे हैं जहां हम कई देशों के बिजली मिश्रण में फंसे जीवाश्म ईंधन को उखाड़ने में सक्षम हैं।

लेकिन अब भी ऐसा क्यों है?

चूंकि नवीकरणीय स्रोत बिजली की रुक-रुक कर आपूर्ति करते हैं, इसलिए जब सूरज नहीं चमक रहा हो, या हवा नहीं चल रही हो तो ग्रिड की मांग को पूरा करने के लिए हमें इस ऊर्जा को संग्रहीत करने का एक तरीका भी चाहिए। यह एक बड़ी चुनौती है, क्योंकि नवीकरणीय ऊर्जा पर स्विच करने के लिए लंबे समय तक चलने वाली, सुरक्षित और किफायती ऊर्जा भंडारण प्रणाली स्थापित करने की भी आवश्यकता है। इस प्रकार, लिथियम के लिए एक सस्ती, सुरक्षित और वैकल्पिक बैटरी ढूंढना सुई को पूरी तरह से नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र में ले जाने की कुंजी है।

लिथियम-आयन बैटरियों से परे

इलेक्ट्रिक वाहनों की तरह, लिथियम-आयन बैटरियां ग्रिड के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बन गई हैं, क्योंकि वे ऊर्जा भंडारण के लिए उच्च ऊर्जा घनत्व, मॉड्यूलर समाधान प्रदान करती हैं। लेकिन लिथियम-आयन बैटरियों का उपयोग सामग्री की उच्च लागत, आग और विस्फोट के जोखिम और रीसाइक्लिंग प्रथाओं की कमी के साथ ग्रिड के लिए लिथियम-आयन बैटरियों के व्यापक उपयोग को सीमित करने की अपनी चुनौतियां भी लेकर आया है।

ग्रिड स्केल ऊर्जा भंडारण के लिए लिथियम को बदलने का एक अविश्वसनीय रूप से आशाजनक विकल्प है रिचार्जेबल जिंक-आयन बैटरी. पिछले 10 वर्षों के भीतर ही उभर रहा है, जिंक-आयन बैटरियां लिथियम की तुलना में कई लाभ प्रदान करती हैं। इनमें सस्ती सामग्री लागत, बढ़ी हुई सुरक्षा और आसान रीसाइक्लिंग विकल्प शामिल हैं।

काफी सस्ती लागत पर ग्रिड-स्केल ऊर्जा भंडारण क्षमता के साथ - और सुरक्षा के उच्च स्तर - जिंक-आयन बैटरियों का व्यापक व्यावसायीकरण बिल्कुल वही हो सकता है जो कनाडा और अन्य देशों में ऊर्जा बुनियादी ढांचे में नवीकरणीय ऊर्जा को एकीकृत करने के लिए आवश्यक है।

एक बैटरी की कीमत

कनाडा के लिए कनाडा में निर्धारित डीकार्बोनाइजेशन लक्ष्य तक पहुंचना शुद्ध-शून्य उत्सर्जन जवाबदेही अधिनियम, जिसमें 90 प्रतिशत नवीकरणीय बिजली द्वारा संचालित ग्रिड भी शामिल हैजिंक-आयन बैटरियों की तैनाती महत्वपूर्ण होगी।

अध्ययनों से पता चला है कि नवीकरणीय ऊर्जा को 90 से 95 प्रतिशत बिजली का स्रोत बनने के लिए, ऊर्जा भंडारण की लागत US$150/kWh से कम होनी चाहिए. आधुनिक लिथियम-आयन प्रणालियाँ हैं अभी भी US$350/kWh के आसपास है. आंशिक रूप से, यह उच्च विनिर्माण लागत और आवश्यक उच्च ऊर्जा घनत्व प्राप्त करने के लिए महंगे कच्चे माल पर उनकी निर्भरता के कारण है आधुनिक इलेक्ट्रिक वाहन.

दूसरी ओर, जिंक-आयन बैटरियां लागत और प्रचुरता के मुद्दों को हल कर सकती हैं। जिंक और मैंगनीज जैसी सस्ती, प्रचुर मात्रा में सामग्री का उपयोग न केवल उन्हें उत्पादन करने के लिए सस्ता बनाता है, बल्कि आपूर्ति श्रृंखला में व्यवधान या सामग्री की कमी से होने वाले जोखिम को भी कम करता है जो लिथियम-आयन सामग्री जैसे लिथियम और मैंगनीज को प्रभावित करते हैं। कोबाल्ट.

RSI जिंक का वार्षिक उत्पादन विश्व स्तर पर है लिथियम से 100 गुना अधिक. इसका जिक्र नहीं है अगले दशक के भीतर लिथियम और कोबाल्ट की मांग आपूर्ति से अधिक होने का अनुमान है.

जिंक एक सुरक्षित विकल्प है

- कठोर सुरक्षा मानक घरों, कारखानों या विद्युत ग्रिड में उपयोग की जाने वाली बैटरियों के लिए बनाया जा रहा है, जनता को उन्हें अपनाने के लिए सुरक्षा महत्वपूर्ण है। इस तरह, जिंक-आयन बैटरियां और अधिक लाभ प्रदान करती हैं।

RSI लिथियम-आयन बैटरियों का ज्वलनशील और विषैला विलायक आधारित इलेक्ट्रोलाइट इसे पानी आधारित विकल्प से बदल दिया गया है, जिससे आग और विस्फोट का खतरा दूर हो गया है।

इसके विपरीत, लिथियम-आयन बैटरियों का सुरक्षित निपटान भी एक कठिन कार्य हो सकता है, क्योंकि उनमें जहरीले यौगिक होते हैं। उच्च लागत के कारण इन बैटरियों का पुनर्चक्रण वर्तमान में आर्थिक रूप से संभव नहीं है जिसके परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में खर्च की गई कोशिकाएँ लैंडफिल में समाप्त हो रही हैं।

सौभाग्य से, जिंक-आयन बैटरियाँ जीवन के अंत के उपचार को सरल बनाती हैं. जिंक-आयन बैटरियों में उपयोग किए जाने वाले गैर-विषैले, जलीय इलेक्ट्रोलाइट का मतलब है लेड-एसिड बैटरी निपटान जैसी अच्छी तरह से स्थापित विधियाँ इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अलावा, धातु जिंक एनोड को नई बैटरियों में आसानी से पुन: उपयोग किया जा सकता है।

ऊर्जा भंडारण का भविष्य

90 तक 2030 प्रतिशत नवीकरणीय ऊर्जा के अपने लक्ष्य तक पहुंचने के लिए, कनाडा को अपने बिजली क्षेत्र के डीकार्बोनाइजेशन को सक्षम करने के लिए लिथियम-आयन बैटरी के विकल्प तलाशने होंगे। जिंक-आयन बैटरियों की लागत, प्रचुरता और सुरक्षा लाभों का लाभ उठाकर, कनाडा पूरे देश में पवन और सौर ऊर्जा के एकीकरण में तेजी ला सकता है।

जिंक-आयन बैटरियां कनाडा के डीकार्बोनाइजेशन लक्ष्यों का समर्थन करती हैं और तेजी से बढ़ते बैटरी बाजार को भुनाने का अवसर साबित होती हैं। जबकि जिंक-आयन बैटरियां अपेक्षाकृत नई तकनीक हैं, कनाडा और दुनिया भर में ग्रिड स्केल ऊर्जा भंडारण का समर्थन करने की उनकी क्षमता को कम करके नहीं आंका जा सकता है।

कनाडाई अनुसंधान और विनिर्माण की मदद से, जिसमें के प्रयास भी शामिल हैं McMaster विश्वविद्यालय और डार्टमाउथ, एनएस-आधारित सैलिएंट एनर्जी इंक.जिंक-आयन बैटरियों का एकीकरण अगले कई वर्षों में एक वास्तविकता बन सकता है, जिससे कनाडा एक उद्योग नेता के रूप में स्थापित हो जाएगा।

के बारे में लेखक

तूफान विलियम डी गौर्ली, पीएचडी उम्मीदवार, केमिकल इंजीनियरिंग, McMaster विश्वविद्यालय और ड्रू हिगिंस, सहायक प्रोफेसर, केमिकल इंजीनियरिंग विभाग, McMaster विश्वविद्यालय

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.