నోబెల్ బహుమతి గ్రహీత అకిరా యోషినో: పదేళ్ల తర్వాత కూడా బ్యాటరీ పరిశ్రమలో లిథియం బ్యాటరీదే ఆధిపత్యం కొనసాగుతుంది

భవిష్యత్తులో లిథియం బ్యాటరీల శక్తి సాంద్రత ప్రస్తుతమున్న దానికంటే 1.5 నుంచి 2 రెట్లకు చేరవచ్చు, అంటే బ్యాటరీలు మరింత చిన్నవిగా మారతాయి.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ ధర తగ్గింపు గరిష్టంగా 10% నుండి 30% మధ్య ఉంటుంది. ధరను సగానికి తగ్గించడం కష్టం.
స్మార్ట్‌ఫోన్‌ల నుండి ఎలక్ట్రిక్ కార్ల వరకు, బ్యాటరీ టెక్నాలజీ క్రమంగా జీవితంలోని ప్రతి అంశంలోకి చొచ్చుకుపోతోంది. అయితే, భవిష్యత్తులో బ్యాటరీ ఏ దిశగా అభివృద్ధి చెందుతుంది మరియు అది సమాజానికి ఎలాంటి మార్పులను తీసుకువస్తుంది? ఈ ప్రశ్నలను దృష్టిలో ఉంచుకుని, ఈ ఏడాది లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్న జపాన్ శాస్త్రవేత్త అకిరా యోషినోను ఫస్ట్ ఫైనాన్షియల్ రిపోర్టర్ గత నెలలో ఇంటర్వ్యూ చేశారు.
యోషినో అభిప్రాయం ప్రకారం, రాబోయే 10 సంవత్సరాలలో కూడా లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు బ్యాటరీ పరిశ్రమలో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తాయి. ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ మరియు ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ వంటి కొత్త సాంకేతికతల అభివృద్ధి, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల వినియోగ అవకాశాలలో "ఊహించలేని" మార్పులను తీసుకువస్తుంది.
ఊహించలేని మార్పు
యోషినో "పోర్టబుల్" అనే పదం గురించి తెలుసుకున్నప్పుడు, సమాజానికి ఒక కొత్త బ్యాటరీ అవసరమని ఆయన గ్రహించారు. 1983లో, ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి లిథియం బ్యాటరీ జపాన్‌లో ఆవిర్భవించింది. యోషినో అకిరా ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి రీఛార్జబుల్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ నమూనాను రూపొందించారు మరియు భవిష్యత్తులో స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు, ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల అభివృద్ధికి ఆయన ఒక విశేషమైన కృషి చేయనున్నారు.
గత నెలలో, అకిరా యోషినో నెం. 1 ఫైనాన్షియల్ జర్నలిస్ట్‌కు ఇచ్చిన ఒక ప్రత్యేక ఇంటర్వ్యూలో, తనకు నోబెల్ బహుమతి లభించిందని తెలిసిన తర్వాత, తనకు "నిజమైన భావోద్వేగాలు ఏమీ కలగడం లేదని" అన్నారు. "ఆ తర్వాత జరిగిన పూర్తి ఇంటర్వ్యూలు నన్ను చాలా బిజీగా ఉంచాయి, నేను మరీ ఎక్కువగా సంతోషించలేకపోయాను," అని అకిరా యోషినో అన్నారు. "కానీ డిసెంబర్‌లో అవార్డులు అందుకునే రోజు దగ్గర పడుతున్న కొద్దీ, ఆ అవార్డుల వాస్తవికత మరింత బలపడుతోంది."
గత 30 ఏళ్లలో, 27 మంది జపనీయులు లేదా జపాన్ పండితులు రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్నారు, కానీ వారిలో అకిరా యోషినోతో సహా కేవలం ఇద్దరు మాత్రమే కార్పొరేట్ పరిశోధకులుగా అవార్డులను అందుకున్నారు. "జపాన్‌లో, సాధారణంగా పరిశోధనా సంస్థలు మరియు విశ్వవిద్యాలయాల పరిశోధకులు అవార్డులను అందుకుంటారు, మరియు పరిశ్రమ నుండి వచ్చిన కార్పొరేట్ పరిశోధకులు కొద్దిమంది మాత్రమే అవార్డులను గెలుచుకున్నారు." అని అకిరా యోషినో ఫస్ట్ ఫైనాన్షియల్ జర్నలిస్ట్‌తో అన్నారు. ఆయన పరిశ్రమ యొక్క అంచనాలను కూడా నొక్కి చెప్పారు. కంపెనీలో నోబెల్ స్థాయి పరిశోధన చాలా ఉందని, అయితే జపాన్ పరిశ్రమ తన నాయకత్వాన్ని మరియు సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచుకోవాలని ఆయన అభిప్రాయపడ్డారు.
ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ మరియు ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ వంటి కొత్త టెక్నాలజీల అభివృద్ధి, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల వినియోగ అవకాశాలకు "ఊహించలేని" మార్పులను తీసుకువస్తుందని యోషినో అకిరా అభిప్రాయపడ్డారు. ఉదాహరణకు, సాఫ్ట్‌వేర్ అభివృద్ధి బ్యాటరీ డిజైన్ ప్రక్రియను మరియు కొత్త మెటీరియల్స్ అభివృద్ధిని వేగవంతం చేస్తుంది, మరియు బ్యాటరీ వినియోగాన్ని ప్రభావితం చేసి, దానిని ఉత్తమ వాతావరణంలో ఉపయోగించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.
ప్రపంచ వాతావరణ మార్పు సమస్యలను పరిష్కరించడంలో తన పరిశోధన అందించే సహకారం గురించి యోషినో అకిరా కూడా చాలా ఆందోళన చెందుతున్నారు. తనకు రెండు కారణాల వల్ల ఈ పురస్కారం లభించిందని ఆయన ఫస్ట్ ఫైనాన్షియల్ జర్నలిస్ట్‌తో చెప్పారు. మొదటిది, స్మార్ట్ మొబైల్ సమాజం అభివృద్ధికి దోహదపడటం; రెండవది, ప్రపంచ పర్యావరణాన్ని పరిరక్షించడానికి ఒక ముఖ్యమైన సాధనాన్ని అందించడం. "భవిష్యత్తులో పర్యావరణ పరిరక్షణకు అందించే సహకారం మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. అదే సమయంలో, ఇది ఒక గొప్ప వ్యాపార అవకాశం కూడా." అని అకిరా యోషినో ఒక ఆర్థిక విలేకరితో అన్నారు.
మెయిజో విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్‌గా యోషినో అకిరా ఒక ఉపన్యాసంలో విద్యార్థులతో మాట్లాడుతూ, గ్లోబల్ వార్మింగ్‌కు విరుగుడుగా పునరుత్పాదక ఇంధనం మరియు బ్యాటరీల వాడకంపై ప్రజలకు ఉన్న అధిక అంచనాల దృష్ట్యా, తాను పర్యావరణ సమస్యలపై తన ఆలోచనలతో సహా సొంత సమాచారాన్ని అందిస్తానని చెప్పారు.
బ్యాటరీ పరిశ్రమలో ఎవరు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తారు?
బ్యాటరీ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అభివృద్ధి ఒక శక్తి విప్లవానికి నాంది పలికింది. స్మార్ట్‌ఫోన్‌ల నుండి ఎలక్ట్రిక్ కార్ల వరకు, బ్యాటరీ సాంకేతికత సర్వవ్యాపితమై, ప్రజల జీవితంలోని ప్రతి అంశాన్ని మారుస్తోంది. భవిష్యత్తులో బ్యాటరీ మరింత శక్తివంతంగా, తక్కువ ధరతో తయారవుతుందా లేదా అనేది మనలో ప్రతి ఒక్కరినీ ప్రభావితం చేస్తుంది.
ప్రస్తుతం, పరిశ్రమ బ్యాటరీ యొక్క శక్తి సాంద్రతను పెంచుతూనే, దాని భద్రతను మెరుగుపరచడానికి కట్టుబడి ఉంది. బ్యాటరీ పనితీరు మెరుగుపడటం పునరుత్పాదక శక్తి వినియోగం ద్వారా వాతావరణ మార్పులను ఎదుర్కోవడానికి కూడా సహాయపడుతుంది.
యోషినో అభిప్రాయం ప్రకారం, రాబోయే 10 సంవత్సరాలలో బ్యాటరీ పరిశ్రమలో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఆధిపత్యం కొనసాగిస్తాయి, కానీ కొత్త సాంకేతికతల అభివృద్ధి మరియు పెరుగుదల ఈ పరిశ్రమ యొక్క విలువను, అవకాశాలను మరింత బలోపేతం చేస్తాయి. భవిష్యత్తులో లిథియం బ్యాటరీల శక్తి సాంద్రత ప్రస్తుతమున్న దానికంటే 1.5 నుండి 2 రెట్లు ఎక్కువగా ఉండవచ్చని, అంటే బ్యాటరీ పరిమాణం తగ్గుతుందని యోషినో అకిరా ఫస్ట్ బిజినెస్ న్యూస్‌కు తెలిపారు. "దీనివల్ల ముడి పదార్థాల వాడకం తగ్గి, తద్వారా ధర కూడా తగ్గుతుంది, కానీ ఆ పదార్థాల ధరలో గణనీయమైన తగ్గుదల ఉండదు." అని ఆయన అన్నారు. "లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల ధరలో తగ్గుదల గరిష్టంగా 10% నుండి 30% మధ్య ఉంటుంది. ధరను సగానికి తగ్గించడం మరింత కష్టం."
భవిష్యత్తులో ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు వేగంగా ఛార్జ్ అవుతాయా? అనే ప్రశ్నకు సమాధానంగా, ఒక మొబైల్ ఫోన్ 5-10 నిమిషాల్లో పూర్తిగా ఛార్జ్ అవ్వడం ప్రయోగశాలలో సాధించబడిందని అకిరా యోషినో చెప్పారు. కానీ ఫాస్ట్ ఛార్జింగ్‌కు అధిక వోల్టేజ్ అవసరం, ఇది బ్యాటరీ జీవితకాలాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. వాస్తవానికి అనేక సందర్భాల్లో, ప్రజలకు అంత వేగంగా ఛార్జ్ చేయవలసిన అవసరం ఉండకపోవచ్చు.
తొలితరం లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల నుండి, టయోటా వంటి జపనీస్ కంపెనీలకు ప్రధానమైన నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీల వరకు, 2008లో టెస్లా రోస్టర్ ఉపయోగించిన లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల వరకు, సాంప్రదాయ ద్రవ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు పదేళ్లుగా పవర్ బ్యాటరీ మార్కెట్‌లో ఆధిపత్యం చెలాయించాయి. భవిష్యత్తులో, శక్తి సాంద్రత, భద్రతా అవసరాలు మరియు సాంప్రదాయ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ సాంకేతికత మధ్య వైరుధ్యం మరింత ప్రముఖంగా మారుతుంది.
విదేశీ కంపెనీల ప్రయోగాలు మరియు సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీ ఉత్పత్తులపై స్పందిస్తూ, అకిరా యోషినో ఇలా అన్నారు: “సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు ఒక భవిష్యత్ దిశను సూచిస్తాయని నేను భావిస్తున్నాను, మరియు వీటిలో మెరుగుపరచడానికి ఇంకా చాలా ఆస్కారం ఉంది. త్వరలోనే కొత్త పురోగతిని చూడాలని ఆశిస్తున్నాను.”
సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు సాంకేతికంగా లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను పోలి ఉంటాయని కూడా ఆయన అన్నారు. "సాంకేతికతను మెరుగుపరచడం ద్వారా, లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల వేగం చివరకు ప్రస్తుత వేగానికి సుమారు 4 రెట్లు చేరుకోగలదు." అని అకిరా యోషినో ఫస్ట్ బిజినెస్ న్యూస్ విలేకరికి తెలిపారు.
సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు అంటే ఘనస్థితి ఎలక్ట్రోలైట్‌లను ఉపయోగించే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు. సాంప్రదాయ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో పేలుడుకు గురయ్యే అవకాశం ఉన్న ఆర్గానిక్ ఎలక్ట్రోలైట్ స్థానంలో సాలిడ్-స్టేట్ ఎలక్ట్రోలైట్‌లను వాడటం వల్ల, అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు అధిక భద్రతా పనితీరు అనే రెండు ప్రధాన సమస్యలు పరిష్కారమవుతాయి. ఎలక్ట్రోలైట్‌ను అదే శక్తి వద్ద భర్తీ చేసే సాలిడ్-స్టేట్ ఎలక్ట్రోలైట్ బ్యాటరీ అధిక శక్తి సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది, అదే సమయంలో ఎక్కువ పవర్ మరియు ఎక్కువ వినియోగ సమయాన్ని కూడా అందిస్తుంది, ఇది తదుపరి తరం లిథియం బ్యాటరీల అభివృద్ధి ధోరణి.
అయితే సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు ఖర్చులను తగ్గించడం, ఘన ఎలక్ట్రోలైట్‌ల భద్రతను మెరుగుపరచడం, మరియు ఛార్జింగ్, డిశ్చార్జింగ్ సమయంలో ఎలక్ట్రోడ్‌లు, ఎలక్ట్రోలైట్‌ల మధ్య సంబంధాన్ని కొనసాగించడం వంటి సవాళ్లను కూడా ఎదుర్కొంటున్నాయి. ప్రస్తుతం, అనేక ప్రపంచ దిగ్గజ కార్ల కంపెనీలు సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీల కోసం ఆర్&డిలో భారీగా పెట్టుబడులు పెడుతున్నాయి. ఉదాహరణకు, టయోటా ఒక సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీని అభివృద్ధి చేస్తోంది, కానీ దాని ఖర్చును వెల్లడించలేదు. పరిశోధనా సంస్థల అంచనాల ప్రకారం, 2030 నాటికి ప్రపంచవ్యాప్తంగా సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీల డిమాండ్ 500 GWhకు చేరుకుంటుంది.
అకిరా యోషినోతో కలిసి నోబెల్ బహుమతిని పంచుకున్న ప్రొఫెసర్ విట్టింగ్‌హామ్, స్మార్ట్‌ఫోన్‌ల వంటి చిన్న ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలను మొదటగా ఉపయోగించవచ్చని అన్నారు. "ఎందుకంటే పెద్ద-స్థాయి వ్యవస్థల అనువర్తనంలో ఇంకా పెద్ద సమస్యలు ఉన్నాయి," అని ప్రొఫెసర్ విట్టింగ్‌హామ్ అన్నారు.