नोबेल पारितोषिक विजेत्या अकिरा योशिनो: दहा वर्षांत लिथियम बॅटरी बॅटरी उद्योगावर वर्चस्व गाजवेल.

[भविष्यात लिथियम बॅटरीची ऊर्जा घनता वर्तमानाच्या १.५ पट ते २ पट पर्यंत पोहोचू शकते, म्हणजेच बॅटरी लहान होतील.]
[लिथियम-आयन बॅटरीची किंमत कमी करण्याची श्रेणी जास्तीत जास्त १०% ते ३०% दरम्यान आहे. किंमत निम्मी करणे कठीण आहे.]
स्मार्टफोनपासून ते इलेक्ट्रिक कारपर्यंत, बॅटरी तंत्रज्ञान हळूहळू जीवनाच्या प्रत्येक पैलूमध्ये घुसत आहे. तर, भविष्यातील बॅटरी कोणत्या दिशेने विकसित होईल आणि ती समाजात कोणते बदल घडवून आणेल? हे प्रश्न लक्षात घेऊन, फर्स्ट फायनान्शियल रिपोर्टरने गेल्या महिन्यात जपानी शास्त्रज्ञ अकिरा योशिनो यांची मुलाखत घेतली ज्यांना या वर्षी लिथियम-आयन बॅटरीसाठी रसायनशास्त्रात नोबेल पारितोषिक मिळाले आहे.
योशिनोच्या मते, पुढील १० वर्षांत लिथियम-आयन बॅटरी बॅटरी उद्योगात वर्चस्व गाजवतील. कृत्रिम बुद्धिमत्ता आणि इंटरनेट ऑफ थिंग्जसारख्या नवीन तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे लिथियम-आयन बॅटरीच्या वापराच्या शक्यतांमध्ये "अकल्पनीय" बदल घडतील.
अकल्पनीय बदल
जेव्हा योशिनोला "पोर्टेबल" या शब्दाची जाणीव झाली, तेव्हा त्यांना समजले की समाजाला नवीन बॅटरीची आवश्यकता आहे. १९८३ मध्ये, जगातील पहिली लिथियम बॅटरी जपानमध्ये जन्माला आली. योशिनो अकिरा यांनी रिचार्जेबल लिथियम-आयन बॅटरीचा जगातील पहिला प्रोटोटाइप तयार केला आणि भविष्यात स्मार्टफोन आणि इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणाऱ्या लिथियम-आयन बॅटरीच्या विकासात ते एक उत्कृष्ट योगदान देतील.
गेल्या महिन्यात, अकिरा योशिनो यांनी नंबर १ फायनान्शियल जर्नलिस्टला दिलेल्या एका विशेष मुलाखतीत सांगितले होते की त्यांना नोबेल पारितोषिक मिळाल्याचे कळल्यानंतर, त्यांच्याकडे "खऱ्या भावना नाहीत." "नंतर पूर्ण मुलाखतींमुळे मी खूप व्यस्त झालो आणि मी खूप आनंदी राहू शकलो नाही." अकिरा योशिनो म्हणाले. "पण डिसेंबरमध्ये पुरस्कार स्वीकारण्याचा दिवस जसजसा जवळ येत आहे तसतसे पुरस्कारांचे वास्तव अधिकच स्पष्ट होत चालले आहे."
गेल्या ३० वर्षांत, २७ जपानी किंवा जपानी विद्वानांनी रसायनशास्त्रात नोबेल पारितोषिक जिंकले आहे, परंतु त्यापैकी फक्त दोघांनाच, ज्यात अकिरा योशिनो यांचा समावेश आहे, कॉर्पोरेट संशोधक म्हणून पुरस्कार मिळाले आहेत. "जपानमध्ये, संशोधन संस्था आणि विद्यापीठांमधील संशोधकांना सामान्यतः पुरस्कार मिळतात आणि उद्योगातील काही कॉर्पोरेट संशोधकांना पुरस्कार मिळाले आहेत." अकिरा योशिनो यांनी फर्स्ट फायनान्शियल जर्नलिस्टला सांगितले. त्यांनी उद्योगाच्या अपेक्षांवरही भर दिला. त्यांचा असा विश्वास आहे की कंपनीमध्ये नोबेल-स्तरीय संशोधन बरेच आहे, परंतु जपानी उद्योगाने त्यांचे नेतृत्व आणि कार्यक्षमता सुधारली पाहिजे.
योशिनो अकिरा यांचा असा विश्वास आहे की कृत्रिम बुद्धिमत्ता आणि इंटरनेट ऑफ थिंग्ज सारख्या नवीन तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे लिथियम-आयन बॅटरीच्या वापराच्या शक्यतांमध्ये "अकल्पनीय" बदल होतील. उदाहरणार्थ, सॉफ्टवेअरच्या प्रगतीमुळे बॅटरी डिझाइन प्रक्रिया आणि नवीन सामग्रीचा विकास वेगवान होईल आणि बॅटरीच्या वापरावर परिणाम होऊ शकतो, ज्यामुळे बॅटरी सर्वोत्तम वातावरणात वापरता येईल.
जागतिक हवामान बदलाच्या समस्या सोडवण्यासाठी त्यांच्या संशोधनाच्या योगदानाबद्दल योशिनो अकिरा खूप चिंतित आहेत. त्यांनी फर्स्ट फायनान्शियल जर्नलिस्टला सांगितले की त्यांना दोन कारणांसाठी हा पुरस्कार देण्यात आला आहे. पहिले म्हणजे स्मार्ट मोबाइल सोसायटीच्या विकासात योगदान देणे; दुसरे म्हणजे जागतिक पर्यावरणाचे रक्षण करण्यासाठी एक महत्त्वाचे साधन प्रदान करणे. "भविष्यात पर्यावरण संरक्षणातील योगदान अधिकाधिक स्पष्ट होईल. त्याच वेळी, ही एक उत्तम व्यवसाय संधी देखील आहे." अकिरा योशिनो यांनी एका आर्थिक पत्रकाराला सांगितले.
मेइजो विद्यापीठात प्राध्यापक म्हणून व्याख्यानादरम्यान योशिनो अकिरा यांनी विद्यार्थ्यांना सांगितले की, जागतिक तापमानवाढीला तोंड देण्यासाठी अक्षय ऊर्जा आणि बॅटरीच्या वापराबद्दल जनतेच्या उच्च अपेक्षा लक्षात घेता, ते पर्यावरणीय समस्यांवरील विचारांसह स्वतःची माहिती देतील.
बॅटरी उद्योगात कोण वर्चस्व गाजवेल?
बॅटरी तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे ऊर्जा क्रांती झाली. स्मार्ट फोनपासून ते इलेक्ट्रिक कारपर्यंत, बॅटरी तंत्रज्ञान सर्वव्यापी आहे, जे लोकांच्या जीवनाच्या प्रत्येक पैलूमध्ये बदल घडवून आणते. भविष्यातील बॅटरी अधिक शक्तिशाली आणि कमी किमतीची होईल की नाही हे आपल्या प्रत्येकावर परिणाम करेल.
सध्या, उद्योग बॅटरीची ऊर्जा घनता वाढवताना बॅटरीची सुरक्षितता सुधारण्यासाठी वचनबद्ध आहे. बॅटरीच्या कामगिरीत सुधारणा अक्षय ऊर्जेच्या वापराद्वारे हवामान बदलांना तोंड देण्यास देखील मदत करते.
योशिनोच्या मते, पुढील १० वर्षांत लिथियम-आयन बॅटरी बॅटरी उद्योगावर वर्चस्व गाजवतील, परंतु नवीन तंत्रज्ञानाचा विकास आणि उदय देखील उद्योगाचे मूल्यांकन आणि शक्यता मजबूत करत राहील. योशिनो अकिरा यांनी फर्स्ट बिझनेस न्यूजला सांगितले की भविष्यात लिथियम बॅटरीची ऊर्जा घनता सध्याच्या तुलनेत १.५ पट ते २ पट वाढू शकते, म्हणजेच बॅटरी लहान होईल. “यामुळे मटेरियल कमी होते आणि त्यामुळे किंमत कमी होते, परंतु मटेरियलच्या किमतीत लक्षणीय घट होणार नाही.” ते म्हणाले, “लिथियम-आयन बॅटरीच्या किमतीत जास्तीत जास्त १०% ते ३०% घट होणे आवश्यक आहे. किंमत निम्मी करणे अधिक कठीण आहे.”
भविष्यात इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे जलद चार्ज होतील का? यावर अकिरा योशिनो म्हणाले की, मोबाईल फोन ५-१० मिनिटांत भरतो, जे प्रयोगशाळेत साध्य झाले आहे. परंतु जलद चार्जिंगसाठी मजबूत व्होल्टेजची आवश्यकता असते, ज्यामुळे बॅटरीच्या आयुष्यावर परिणाम होईल. प्रत्यक्षात अनेक परिस्थितींमध्ये, लोकांना विशेषतः जलद चार्ज करण्याची आवश्यकता नसते.
सुरुवातीच्या लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीपासून ते टोयोटासारख्या जपानी कंपन्यांचे मुख्य आधार असलेल्या निकेल-मेटल हायड्राइड बॅटरीपर्यंत, २००८ मध्ये टेस्ला रोस्टरने वापरलेल्या लिथियम-आयन बॅटरीपर्यंत, पारंपारिक द्रव लिथियम-आयन बॅटरी दहा वर्षांपासून पॉवर बॅटरी मार्केटमध्ये वर्चस्व गाजवत आहेत. भविष्यात, ऊर्जा घनता आणि सुरक्षितता आवश्यकता आणि पारंपारिक लिथियम-आयन बॅटरी तंत्रज्ञान यांच्यातील विरोधाभास अधिकाधिक प्रमुख होत जाईल.
परदेशी कंपन्यांच्या प्रयोगांना आणि सॉलिड-स्टेट बॅटरी उत्पादनांना प्रतिसाद देताना, अकिरा योशिनो म्हणाल्या: "मला वाटते की सॉलिड-स्टेट बॅटरी भविष्यातील दिशा दर्शवतात आणि त्यात अजूनही सुधारणा करण्यासाठी खूप जागा आहे. मला लवकरच नवीन प्रगती दिसेल अशी आशा आहे."
त्यांनी असेही सांगितले की सॉलिड-स्टेट बॅटरी तंत्रज्ञानात लिथियम-आयन बॅटरीसारख्याच असतात. "तंत्रज्ञानाच्या सुधारणेमुळे, लिथियम आयन पोहण्याचा वेग अखेर सध्याच्या वेगापेक्षा सुमारे ४ पट वाढू शकतो." अकिरा योशिनो यांनी फर्स्ट बिझनेस न्यूजच्या पत्रकाराला सांगितले.
सॉलिड-स्टेट बॅटरी या लिथियम-आयन बॅटरी असतात ज्या सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स वापरतात. पारंपारिक लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स संभाव्य स्फोटक सेंद्रिय इलेक्ट्रोलाइटची जागा घेतात, त्यामुळे उच्च ऊर्जा घनता आणि उच्च सुरक्षा कार्यक्षमता या दोन प्रमुख समस्या सोडवल्या जातात. सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स एकाच उर्जेवर वापरल्या जातात. इलेक्ट्रोलाइटची जागा घेणाऱ्या बॅटरीमध्ये जास्त ऊर्जा घनता असते, त्याच वेळी जास्त शक्ती असते आणि वापरण्यास जास्त वेळ लागतो, जो लिथियम बॅटरीच्या पुढील पिढीचा विकास ट्रेंड आहे.
परंतु सॉलिड-स्टेट बॅटरींना खर्च कमी करणे, सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्सची सुरक्षितता सुधारणे आणि चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग दरम्यान इलेक्ट्रोड आणि इलेक्ट्रोलाइट्समधील संपर्क राखणे यासारख्या आव्हानांना देखील तोंड द्यावे लागते. सध्या, अनेक जागतिक दिग्गज कार कंपन्या सॉलिड-स्टेट बॅटरीसाठी संशोधन आणि विकासात मोठ्या प्रमाणात गुंतवणूक करत आहेत. उदाहरणार्थ, टोयोटा सॉलिड-स्टेट बॅटरी विकसित करत आहे, परंतु त्याची किंमत जाहीर केलेली नाही. संशोधन संस्थांचा अंदाज आहे की २०३० पर्यंत, जागतिक सॉलिड-स्टेट बॅटरीची मागणी ५०० GWh पर्यंत पोहोचण्याची अपेक्षा आहे.
अकिरा योशिनो यांच्यासोबत नोबेल पारितोषिक सामायिक करणारे प्रोफेसर व्हिटिंगहॅम म्हणाले की, स्मार्ट फोनसारख्या छोट्या इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सॉलिड-स्टेट बॅटरी कदाचित पहिल्या असतील. "कारण मोठ्या प्रमाणावरील प्रणालींच्या वापरात अजूनही मोठ्या समस्या आहेत." प्रोफेसर व्हिटिंगहॅम म्हणाले.