नोबेल पुरस्कार विजेता अकीरा योशिनो: दस साल बाद भी बैटरी उद्योग में लिथियम बैटरी का ही दबदबा रहेगा।

भविष्य में लिथियम बैटरियों की ऊर्जा घनत्व वर्तमान की तुलना में 1.5 से 2 गुना तक पहुंच सकती है, जिसका अर्थ है कि बैटरियां छोटी हो जाएंगी।
लिथियम-आयन बैटरी की लागत में कमी की सीमा अधिकतम 10% से 30% के बीच है। कीमत को आधा करना मुश्किल है।
स्मार्टफ़ोन से लेकर इलेक्ट्रिक कारों तक, बैटरी तकनीक धीरे-धीरे जीवन के हर पहलू में प्रवेश कर रही है। तो, भविष्य में बैटरी किस दिशा में विकसित होगी और समाज में क्या बदलाव लाएगी? इन्हीं सवालों को ध्यान में रखते हुए, फर्स्ट फाइनेंशियल के रिपोर्टर ने पिछले महीने अकीरा योशिनो का साक्षात्कार लिया, जो एक जापानी वैज्ञानिक हैं और इस वर्ष लिथियम-आयन बैटरी के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित हुए हैं।
योशिनो के अनुसार, अगले 10 वर्षों में भी लिथियम-आयन बैटरी बैटरी उद्योग पर अपना दबदबा बनाए रखेंगी। कृत्रिम बुद्धिमत्ता और इंटरनेट ऑफ थिंग्स जैसी नई तकनीकों के विकास से लिथियम-आयन बैटरी के उपयोग की संभावनाओं में "अकल्पनीय" बदलाव आएंगे।
अकल्पनीय परिवर्तन
जब योशिनो को "पोर्टेबल" शब्द के बारे में पता चला, तो उन्हें एहसास हुआ कि समाज को एक नई बैटरी की आवश्यकता है। 1983 में, जापान में दुनिया की पहली लिथियम बैटरी का जन्म हुआ। योशिनो अकीरा ने रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी का विश्व का पहला प्रोटोटाइप तैयार किया और भविष्य में स्मार्टफोन और इलेक्ट्रिक वाहनों में व्यापक रूप से उपयोग होने वाली लिथियम-आयन बैटरियों के विकास में उनका महत्वपूर्ण योगदान रहेगा।
पिछले महीने, अकीरा योशिनो ने नंबर 1 फाइनेंशियल जर्नलिस्ट को दिए एक विशेष साक्षात्कार में कहा कि नोबेल पुरस्कार जीतने की खबर मिलने के बाद उन्हें "कोई खास खुशी नहीं हुई।" उन्होंने कहा, "बाद में हुए पूरे साक्षात्कारों ने मुझे बहुत व्यस्त कर दिया, और मैं ज्यादा खुश नहीं हो सका।" अकीरा योशिनो ने आगे कहा, "लेकिन जैसे-जैसे दिसंबर में पुरस्कार प्राप्त करने का दिन नजदीक आ रहा है, पुरस्कारों की वास्तविकता और भी प्रबल होती जा रही है।"
पिछले 30 वर्षों में, रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीतने वाले 27 जापानी या जापानी विद्वान हैं, लेकिन इनमें से केवल दो, जिनमें अकीरा योशिनो भी शामिल हैं, को कॉर्पोरेट शोधकर्ताओं के रूप में पुरस्कार प्राप्त हुए हैं। अकीरा योशिनो ने फर्स्ट फाइनेंशियल जर्नलिस्ट को बताया, "जापान में, अनुसंधान संस्थानों और विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं को आम तौर पर पुरस्कार मिलते हैं, और उद्योग जगत के बहुत कम कॉर्पोरेट शोधकर्ताओं को पुरस्कार मिले हैं।" उन्होंने उद्योग की अपेक्षाओं पर भी जोर दिया। उनका मानना ​​है कि कंपनियों के भीतर नोबेल स्तर के अनुसंधान की काफी संभावनाएं हैं, लेकिन जापानी उद्योग को अपने नेतृत्व और दक्षता में सुधार करना चाहिए।
योशिनो अकीरा का मानना ​​है कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता और इंटरनेट ऑफ थिंग्स जैसी नई तकनीकों के विकास से लिथियम-आयन बैटरी के अनुप्रयोग की संभावनाओं में "अकल्पनीय" बदलाव आएंगे। उदाहरण के लिए, सॉफ्टवेयर की प्रगति से बैटरी डिजाइन प्रक्रिया और नई सामग्रियों के विकास में तेजी आएगी, और बैटरी के उपयोग पर इसका प्रभाव पड़ेगा, जिससे बैटरी को सर्वोत्तम वातावरण में उपयोग किया जा सकेगा।
योशिनो अकीरा अपने शोध के वैश्विक जलवायु परिवर्तन संबंधी समस्याओं के समाधान में योगदान को लेकर भी बेहद चिंतित हैं। उन्होंने फर्स्ट फाइनेंशियल जर्नलिस्ट को बताया कि उन्हें यह पुरस्कार दो कारणों से मिला है। पहला कारण है स्मार्ट मोबाइल समाज के विकास में योगदान देना; दूसरा कारण है वैश्विक पर्यावरण संरक्षण का एक महत्वपूर्ण साधन उपलब्ध कराना। “पर्यावरण संरक्षण में योगदान भविष्य में और भी स्पष्ट होता जाएगा। साथ ही, यह एक बेहतरीन व्यावसायिक अवसर भी है।” अकीरा योशिनो ने वित्तीय पत्रकार से यह बात कही।
मेइजो विश्वविद्यालय में एक व्याख्यान के दौरान प्रोफेसर योशिनो अकीरा ने छात्रों से कहा कि वैश्विक तापमान वृद्धि के प्रतिकार के रूप में नवीकरणीय ऊर्जा और बैटरी के उपयोग के प्रति जनता की उच्च अपेक्षाओं को देखते हुए, वे पर्यावरण संबंधी मुद्दों पर अपने विचारों सहित स्वयं की जानकारी प्रदान करेंगे।
बैटरी उद्योग पर किसका दबदबा होगा?
बैटरी तकनीक के विकास ने ऊर्जा क्रांति ला दी। स्मार्टफ़ोन से लेकर इलेक्ट्रिक कारों तक, बैटरी तकनीक सर्वव्यापी है और लोगों के जीवन के हर पहलू को बदल रही है। भविष्य की बैटरी अधिक शक्तिशाली और सस्ती होगी या नहीं, यह हम सभी को प्रभावित करेगा।
वर्तमान में, उद्योग बैटरी की ऊर्जा घनत्व बढ़ाने के साथ-साथ उसकी सुरक्षा में सुधार करने के लिए प्रतिबद्ध है। बैटरी के प्रदर्शन में सुधार नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग के माध्यम से जलवायु परिवर्तन से निपटने में भी सहायक है।
योशिनो के अनुसार, अगले 10 वर्षों में भी लिथियम-आयन बैटरी बैटरी उद्योग पर हावी रहेंगी, लेकिन नई तकनीकों के विकास और प्रगति से उद्योग के मूल्यांकन और संभावनाओं में लगातार मजबूती आएगी। योशिनो अकीरा ने फर्स्ट बिजनेस न्यूज को बताया कि भविष्य में लिथियम बैटरी की ऊर्जा घनत्व वर्तमान की तुलना में 1.5 से 2 गुना तक पहुंच सकती है, जिसका अर्थ है कि बैटरी का आकार छोटा हो जाएगा। उन्होंने कहा, "इससे सामग्री की खपत कम होगी और लागत भी कम होगी, लेकिन सामग्री की लागत में कोई खास कमी नहीं आएगी।" उन्होंने आगे कहा, "लिथियम-आयन बैटरी की लागत में कमी अधिकतम 10% से 30% के बीच ही हो सकती है। कीमत को आधा करना कहीं अधिक कठिन है।"
क्या भविष्य में इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और भी तेज़ी से चार्ज हो पाएंगे? इस पर अकीरा योशिनो ने कहा कि प्रयोगशाला में यह साबित हो चुका है कि मोबाइल फोन 5-10 मिनट में पूरी तरह चार्ज हो जाता है। लेकिन तेज़ चार्जिंग के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जिससे बैटरी की लाइफ पर असर पड़ेगा। असल में, कई स्थितियों में लोगों को इतनी तेज़ चार्जिंग की ज़रूरत नहीं पड़ेगी।
शुरुआती लेड-एसिड बैटरियों से लेकर टोयोटा जैसी जापानी कंपनियों की मुख्य बैटरी बन चुकी निकल-मेटल हाइड्राइड बैटरियों और 2008 में टेस्ला रोस्टर द्वारा इस्तेमाल की जाने वाली लिथियम-आयन बैटरियों तक, पारंपरिक तरल लिथियम-आयन बैटरियों ने दस वर्षों तक बिजली बैटरी बाजार पर अपना दबदबा बनाए रखा है। भविष्य में, ऊर्जा घनत्व और सुरक्षा आवश्यकताओं तथा पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी प्रौद्योगिकी के बीच का विरोधाभास और भी अधिक स्पष्ट हो जाएगा।
विदेशी कंपनियों द्वारा किए जा रहे प्रयोगों और सॉलिड-स्टेट बैटरी उत्पादों के जवाब में, अकीरा योशिनो ने कहा: "मुझे लगता है कि सॉलिड-स्टेट बैटरियां भविष्य की दिशा का प्रतिनिधित्व करती हैं, और इसमें सुधार की अभी भी बहुत गुंजाइश है। मुझे आशा है कि जल्द ही नई प्रगति देखने को मिलेगी।"
उन्होंने यह भी कहा कि सॉलिड-स्टेट बैटरियां तकनीक के मामले में लिथियम-आयन बैटरियों के समान हैं। अकीरा योशिनो ने फर्स्ट बिजनेस न्यूज के एक रिपोर्टर को बताया, "प्रौद्योगिकी में सुधार के माध्यम से, लिथियम आयनों के तैरने की गति अंततः वर्तमान गति से लगभग 4 गुना तक पहुंच सकती है।"
सॉलिड-स्टेट बैटरियां लिथियम-आयन बैटरियां होती हैं जिनमें सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग किया जाता है। पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों में संभावित रूप से विस्फोटक कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट की जगह सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग किया जाता है, जिससे उच्च ऊर्जा घनत्व और उच्च सुरक्षा प्रदर्शन की दो प्रमुख समस्याएं हल हो जाती हैं। सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग समान ऊर्जा पर किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट की जगह लेने वाली बैटरी में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है, साथ ही अधिक शक्ति और लंबे समय तक उपयोग करने की क्षमता भी होती है, जो अगली पीढ़ी की लिथियम बैटरियों के विकास का रुझान है।
लेकिन सॉलिड-स्टेट बैटरियों को लागत कम करने, सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्स की सुरक्षा में सुधार करने और चार्जिंग व डिस्चार्जिंग के दौरान इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच संपर्क बनाए रखने जैसी चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है। वर्तमान में, कई वैश्विक दिग्गज कार कंपनियां सॉलिड-स्टेट बैटरियों के अनुसंधान एवं विकास में भारी निवेश कर रही हैं। उदाहरण के लिए, टोयोटा एक सॉलिड-स्टेट बैटरी विकसित कर रही है, लेकिन इसकी लागत का खुलासा नहीं किया गया है। अनुसंधान संस्थानों का अनुमान है कि 2030 तक वैश्विक सॉलिड-स्टेट बैटरी की मांग 500 गीगावॉट घंटे तक पहुंचने की उम्मीद है।
प्रोफेसर व्हिटिंगहैम, जिन्होंने अकीरा योशिनो के साथ नोबेल पुरस्कार साझा किया, ने कहा कि सॉलिड-स्टेट बैटरी शायद पहली ऐसी बैटरी होंगी जिनका उपयोग स्मार्ट फोन जैसे छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाएगा। उन्होंने कहा, "क्योंकि बड़े पैमाने पर सिस्टम के अनुप्रयोग में अभी भी बड़ी समस्याएं हैं।"