નોબેલ પારિતોષિક વિજેતા અકીરા યોશિનો: દસ વર્ષમાં લિથિયમ બેટરી બેટરી ઉદ્યોગમાં પ્રભુત્વ મેળવશે

[ભવિષ્યમાં લિથિયમ બેટરીની ઉર્જા ઘનતા વર્તમાન કરતા 1.5 ગણી થી 2 ગણી સુધી પહોંચી શકે છે, જેનો અર્થ એ થાય કે બેટરી નાની થઈ જશે.]
[લિથિયમ-આયન બેટરીનો ખર્ચ ઘટાડવાની શ્રેણી મહત્તમ 10% અને 30% ની વચ્ચે છે. કિંમત અડધી કરવી મુશ્કેલ છે.]
સ્માર્ટફોનથી લઈને ઇલેક્ટ્રિક કાર સુધી, બેટરી ટેકનોલોજી ધીમે ધીમે જીવનના દરેક પાસામાં ઘૂસી રહી છે. તો, ભવિષ્યની બેટરી કઈ દિશામાં વિકસિત થશે અને તે સમાજમાં કયા ફેરફારો લાવશે? આ પ્રશ્નોને ધ્યાનમાં રાખીને, ફર્સ્ટ ફાઇનાન્શિયલ રિપોર્ટરે ગયા મહિને જાપાની વૈજ્ઞાનિક અકીરા યોશિનોનો ઇન્ટરવ્યુ લીધો હતો, જેમણે આ વર્ષે લિથિયમ-આયન બેટરી માટે રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર જીત્યો હતો.
યોશિનોના મતે, આગામી 10 વર્ષોમાં લિથિયમ-આયન બેટરી બેટરી ઉદ્યોગમાં પ્રભુત્વ મેળવશે. કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા અને ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ જેવી નવી તકનીકોનો વિકાસ લિથિયમ-આયન બેટરીના ઉપયોગની સંભાવનાઓમાં "અકલ્પ્ય" ફેરફારો લાવશે.
અકલ્પનીય પરિવર્તન
જ્યારે યોશિનો "પોર્ટેબલ" શબ્દથી વાકેફ થયા, ત્યારે તેમને સમજાયું કે સમાજને નવી બેટરીની જરૂર છે. 1983 માં, જાપાનમાં વિશ્વની પ્રથમ લિથિયમ બેટરીનો જન્મ થયો. યોશિનો અકીરાએ રિચાર્જેબલ લિથિયમ-આયન બેટરીનો વિશ્વનો પ્રથમ પ્રોટોટાઇપ બનાવ્યો, અને ભવિષ્યમાં સ્માર્ટફોન અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી લિથિયમ-આયન બેટરીના વિકાસમાં ઉત્કૃષ્ટ યોગદાન આપશે.
ગયા મહિને, અકીરા યોશિનોએ નંબર 1 ફાઇનાન્શિયલ જર્નાલિસ્ટ સાથેના એક વિશિષ્ટ ઇન્ટરવ્યુમાં કહ્યું હતું કે તેમને નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો છે તે જાણ્યા પછી, તેમને "કોઈ વાસ્તવિક લાગણીઓ નથી." "પછીથી સંપૂર્ણ ઇન્ટરવ્યુએ મને ખૂબ જ વ્યસ્ત બનાવી દીધો, અને હું ખૂબ ખુશ થઈ શક્યો નહીં." અકીરા યોશિનોએ કહ્યું. "પરંતુ જેમ જેમ ડિસેમ્બરમાં પુરસ્કારો પ્રાપ્ત કરવાનો દિવસ નજીક આવી રહ્યો છે, તેમ તેમ પુરસ્કારોની વાસ્તવિકતા વધુ મજબૂત બની છે."
છેલ્લા 30 વર્ષોમાં, 27 જાપાની અથવા જાપાની વિદ્વાનોએ રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર જીત્યો છે, પરંતુ તેમાંથી ફક્ત બે જ, જેમાં અકીરા યોશિનોનો પણ સમાવેશ થાય છે, તેમને કોર્પોરેટ સંશોધકો તરીકે પુરસ્કારો મળ્યા છે. "જાપાનમાં, સંશોધન સંસ્થાઓ અને યુનિવર્સિટીઓના સંશોધકો સામાન્ય રીતે પુરસ્કારો મેળવે છે, અને ઉદ્યોગના થોડા કોર્પોરેટ સંશોધકોએ પુરસ્કારો જીત્યા છે." અકીરા યોશિનોએ ફર્સ્ટ ફાઇનાન્શિયલ જર્નાલિસ્ટને જણાવ્યું. તેમણે ઉદ્યોગની અપેક્ષાઓ પર પણ ભાર મૂક્યો. તેમનું માનવું છે કે કંપનીમાં નોબેલ-સ્તરના સંશોધનો ઘણા છે, પરંતુ જાપાની ઉદ્યોગે તેનું નેતૃત્વ અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવો જોઈએ.
યોશિનો અકીરા માને છે કે આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ અને ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ જેવી નવી ટેકનોલોજીનો વિકાસ લિથિયમ-આયન બેટરીના ઉપયોગની સંભાવનાઓમાં "અકલ્પ્ય" ફેરફારો લાવશે. ઉદાહરણ તરીકે, સોફ્ટવેરનો વિકાસ બેટરી ડિઝાઇન પ્રક્રિયા અને નવી સામગ્રીના વિકાસને ઝડપી બનાવશે, અને બેટરીના ઉપયોગને અસર કરી શકે છે, જેનાથી બેટરીનો શ્રેષ્ઠ વાતાવરણમાં ઉપયોગ થઈ શકશે.
યોશિનો અકીરા વૈશ્વિક આબોહવા પરિવર્તનના મુદ્દાઓને ઉકેલવામાં તેમના સંશોધનના યોગદાન વિશે ખૂબ જ ચિંતિત છે. તેમણે ફર્સ્ટ ફાઇનાન્શિયલ જર્નાલિસ્ટને જણાવ્યું કે તેમને બે કારણોસર પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો છે. પહેલું કારણ સ્માર્ટ મોબાઇલ સોસાયટીના વિકાસમાં યોગદાન આપવાનું છે; બીજું કારણ વૈશ્વિક પર્યાવરણના રક્ષણ માટે એક મહત્વપૂર્ણ સાધન પૂરું પાડવાનું છે. "ભવિષ્યમાં પર્યાવરણીય સંરક્ષણમાં યોગદાન વધુને વધુ સ્પષ્ટ થતું જશે. તે જ સમયે, આ એક મહાન વ્યવસાયિક તક પણ છે." અકીરા યોશિનોએ એક નાણાકીય પત્રકારને જણાવ્યું.
યોશિનો અકીરાએ મેઇજો યુનિવર્સિટીમાં પ્રોફેસર તરીકે વ્યાખ્યાન દરમિયાન વિદ્યાર્થીઓને જણાવ્યું હતું કે ગ્લોબલ વોર્મિંગના પ્રતિકાર તરીકે નવીનીકરણીય ઉર્જા અને બેટરીના ઉપયોગ માટે લોકોની ઊંચી અપેક્ષાઓને ધ્યાનમાં રાખીને, તેઓ પર્યાવરણીય મુદ્દાઓ પરના વિચારો સહિત પોતાની માહિતી આપશે.
બેટરી ઉદ્યોગમાં કોણ પ્રભુત્વ મેળવશે
બેટરી ટેકનોલોજીના વિકાસથી ઉર્જા ક્રાંતિ શરૂ થઈ. સ્માર્ટ ફોનથી લઈને ઇલેક્ટ્રિક કાર સુધી, બેટરી ટેકનોલોજી સર્વવ્યાપી છે, જે લોકોના જીવનના દરેક પાસાને બદલી રહી છે. ભવિષ્યમાં બેટરી વધુ શક્તિશાળી અને ઓછી કિંમતવાળી બનશે કે કેમ તે આપણા દરેકને અસર કરશે.
હાલમાં, ઉદ્યોગ બેટરીની ઉર્જા ઘનતા વધારવાની સાથે બેટરીની સલામતી સુધારવા માટે પ્રતિબદ્ધ છે. બેટરીના પ્રદર્શનમાં સુધારો નવીનીકરણીય ઉર્જાના ઉપયોગ દ્વારા આબોહવા પરિવર્તનને સંબોધવામાં પણ મદદ કરે છે.
યોશિનોના મતે, આગામી 10 વર્ષોમાં લિથિયમ-આયન બેટરી હજુ પણ બેટરી ઉદ્યોગ પર પ્રભુત્વ ધરાવશે, પરંતુ નવી ટેકનોલોજીનો વિકાસ અને ઉદય પણ ઉદ્યોગના મૂલ્યાંકન અને સંભાવનાઓને મજબૂત બનાવશે. યોશિનો અકીરાએ ફર્સ્ટ બિઝનેસ ન્યૂઝને જણાવ્યું હતું કે ભવિષ્યમાં લિથિયમ બેટરીની ઉર્જા ઘનતા વર્તમાન કરતા 1.5 ગણી થી 2 ગણી સુધી પહોંચી શકે છે, જેનો અર્થ એ છે કે બેટરી નાની થઈ જશે. "આ સામગ્રી ઘટાડે છે અને આમ ખર્ચ ઘટાડે છે, પરંતુ સામગ્રીની કિંમતમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થશે નહીં." તેમણે કહ્યું, "લિથિયમ-આયન બેટરીની કિંમતમાં ઘટાડો મહત્તમ 10% અને 30% ની વચ્ચે છે. કિંમત અડધી કરવી વધુ મુશ્કેલ છે."
શું ભવિષ્યમાં ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો ઝડપથી ચાર્જ થશે? જવાબમાં, અકીરા યોશિનોએ કહ્યું કે મોબાઇલ ફોન 5-10 મિનિટમાં ભરાઈ જાય છે, જે પ્રયોગશાળામાં પ્રાપ્ત થયું છે. પરંતુ ઝડપી ચાર્જિંગ માટે મજબૂત વોલ્ટેજની જરૂર પડે છે, જે બેટરી જીવનને અસર કરશે. વાસ્તવિકતામાં ઘણી પરિસ્થિતિઓમાં, લોકોને ખાસ કરીને ઝડપથી ચાર્જ કરવાની જરૂર નહીં પડે.
શરૂઆતની લીડ-એસિડ બેટરીઓથી લઈને, ટોયોટા જેવી જાપાની કંપનીઓના મુખ્ય આધાર એવા નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરીઓ સુધી, 2008 માં ટેસ્લા રોસ્ટર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી લિથિયમ-આયન બેટરીઓ સુધી, પરંપરાગત પ્રવાહી લિથિયમ-આયન બેટરીઓએ દસ વર્ષથી પાવર બેટરી બજારમાં પ્રભુત્વ મેળવ્યું છે. ભવિષ્યમાં, ઊર્જા ઘનતા અને સલામતી આવશ્યકતાઓ અને પરંપરાગત લિથિયમ-આયન બેટરી ટેકનોલોજી વચ્ચેનો વિરોધાભાસ વધુને વધુ મુખ્ય બનશે.
વિદેશી કંપનીઓના પ્રયોગો અને સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી ઉત્પાદનોના જવાબમાં, અકીરા યોશિનોએ કહ્યું: "મને લાગે છે કે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી ભવિષ્યની દિશા દર્શાવે છે, અને હજુ પણ સુધારા માટે ઘણી જગ્યા છે. મને આશા છે કે ટૂંક સમયમાં નવી પ્રગતિ જોવા મળશે."
તેમણે એમ પણ કહ્યું કે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીઓ ટેકનોલોજીમાં લિથિયમ-આયન બેટરી જેવી જ છે. "ટેકનોલોજીમાં સુધારા દ્વારા, લિથિયમ આયન સ્વિમિંગની ગતિ આખરે વર્તમાન ગતિ કરતા લગભગ 4 ગણી સુધી પહોંચી શકે છે." અકીરા યોશિનોએ ફર્સ્ટ બિઝનેસ ન્યૂઝના એક પત્રકારને જણાવ્યું.
સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી એ લિથિયમ-આયન બેટરી છે જે સોલિડ-સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો ઉપયોગ કરે છે. કારણ કે સોલિડ-સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ પરંપરાગત લિથિયમ-આયન બેટરીમાં સંભવિત વિસ્ફોટક કાર્બનિક ઇલેક્ટ્રોલાઇટને બદલે છે, આ ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા અને ઉચ્ચ સલામતી કામગીરીની બે મુખ્ય સમસ્યાઓનું નિરાકરણ લાવે છે. સોલિડ-સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો ઉપયોગ એક જ ઉર્જા પર થાય છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટને બદલે બેટરીમાં ઉર્જા ઘનતા વધુ હોય છે, તે જ સમયે વધુ શક્તિ અને લાંબા સમય સુધી ઉપયોગ થાય છે, જે આગામી પેઢીની લિથિયમ બેટરીનો વિકાસ વલણ છે.
પરંતુ સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીઓ પણ ખર્ચ ઘટાડવા, સોલિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની સલામતીમાં સુધારો કરવા અને ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ વચ્ચે સંપર્ક જાળવવા જેવા પડકારોનો સામનો કરે છે. હાલમાં, ઘણી વૈશ્વિક જાયન્ટ કાર કંપનીઓ સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી માટે સંશોધન અને વિકાસમાં ભારે રોકાણ કરી રહી છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટોયોટા સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી વિકસાવી રહી છે, પરંતુ કિંમત જાહેર કરવામાં આવી નથી. સંશોધન સંસ્થાઓ આગાહી કરે છે કે 2030 સુધીમાં, વૈશ્વિક સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીની માંગ 500 GWh સુધી પહોંચવાની અપેક્ષા છે.
અકીરા યોશિનો સાથે નોબેલ પુરસ્કાર શેર કરનાર પ્રોફેસર વ્હિટિંગહામે જણાવ્યું હતું કે સ્માર્ટ ફોન જેવા નાના ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સોલિડ-સ્ટેટ બેટરીનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ થઈ શકે છે. "કારણ કે મોટા પાયે સિસ્ટમોના ઉપયોગમાં હજુ પણ મોટી સમસ્યાઓ છે." પ્રોફેસર વ્હિટિંગહામે કહ્યું.