इस साल की शुरुआत में, फिनलैंड के एक अपेक्षाकृत अज्ञात स्टार्टअप ने एक चौंकाने वाली घोषणा की: उसने आखिरकार सॉलिड-स्टेट बैटरी का समाधान निकाल लिया है।
इतना ही नहीं, बल्कि वर्ज मोटरसाइकिल्स के स्पिनऑफ डोनट लैब ने कहा कि इसकी सॉलिड-स्टेट बैटरी – जिसे लंबे समय तक अपनी उच्च-घनत्व, टिकाऊ, तेज़-चार्जिंग क्षमताओं के लिए “बैटरी की पवित्र ग्रिल” माना जाता है – इस साल के अंत में उत्पादन में जाएगी।
बैटरी विशेषज्ञ स्वाभाविक रूप से संशय में थे। आख़िरकार, आर्टिफिशियल जनरल इंटेलिजेंस और हाइपरलूप के साथ सॉलिड-स्टेट बैटरियां उन तकनीकों में से एक हैं, जो हमेशा दो साल दूर लगती हैं। और जबकि इस क्षेत्र में अधिकांश वैध प्रयास – चाहे अकादमिक हों या वाणिज्यिक – कुछ स्तर पर प्रकाशित शोध या पहचानने योग्य नाम जुड़े हुए हैं, डोनट लैब कहीं से भी उभरी हुई लगती है, इस क्षेत्र में कोई ज्ञात शोधकर्ता या पूर्व उपस्थिति नहीं है। ट्रेसबिलिटी की इस कमी ने तुरंत स्टार्टअप की विश्वसनीयता के बारे में चिंताएं बढ़ा दीं।
मैरीलैंड एनर्जी इनोवेशन इंस्टीट्यूट के निदेशक और सॉलिड-स्टेट बैटरी और सॉलिड ऑक्साइड ईंधन सेल के विशेषज्ञ एरिक वाच्समैन ने कहा, “मैं यह नहीं कह सकता कि उन्होंने ऐसा नहीं किया।” “मैं बस इतना कह सकता हूं कि उन्होंने यह प्रदर्शित नहीं किया है कि उन्होंने ऐसा किया है।”
संदेह उचित लगता है, खासकर जब आप विचार करते हैं कि कितने अन्य लोग ठोस राज्य के सपने का पीछा कर रहे हैं। क्या हम वास्तव में विश्वास कर रहे थे कि इस अस्पष्ट स्टार्टअप ने टोयोटा, स्टेलेंटिस और पूरे चीन को पछाड़ दिया है? हालात इसके ख़िलाफ़ थे।
डोनट लैब ने संदेह का अनुमान लगाते हुए पिछले फरवरी में एक वेबसाइट लॉन्च की थी idonutbelieve.com यह स्वतंत्र परीक्षणों को प्रकाशित करने के लिए एक मंच के रूप में काम करेगा जो पुष्टि करेगा कि, वास्तव में, इसकी ठोस-राज्य बैटरी वास्तविक और शानदार थी। कई हफ्तों के दौरान, स्टार्टअप ने फिनलैंड के राज्य के स्वामित्व वाले वीटीटी तकनीकी अनुसंधान केंद्र से तीसरे पक्ष के परिणाम पोस्ट किए, जिसमें कहा गया कि यह साबित हुआ कि इसकी बैटरी वही थी जो उसने कहा था: एक तेज़-चार्जिंग, उच्च-ऊर्जा-घनत्व वाली ठोस-राज्य बैटरी जो वास्तव में भेस में एक सुपरकैपेसिटर नहीं थी।
डोनट लैब के सीईओ और सह-संस्थापक मार्को लेहटिमाकी ने एक वीडियो में कहा, “जब हम सबूत पेश करेंगे तो प्रतिरोध गायब नहीं होगा।” “यह और तेज़ होगा क्योंकि यह नई तकनीक उद्योग में स्थापित खिलाड़ियों के लिए ख़तरा है।”
लेकिन डोनट लैब अभी भी कुछ महत्वपूर्ण जानकारी छिपा रही है। जनवरी में सीईएस में, स्टार्टअप ने कहा कि इसकी सॉलिड-स्टेट बैटरी का ऊर्जा घनत्व 400Wh प्रति किलोग्राम है – जो उत्पादन में सामान्य लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरी से लगभग दोगुना है। इतना ही नहीं, बल्कि यह पांच मिनट में पूरी तरह चार्ज हो सकता है, इसका जीवनकाल व्यावहारिक रूप से 100,000 चार्जिंग चक्रों का असीमित है, यह गर्मी और ठंड (नकारात्मक 30 डिग्री सेल्सियस और 100C) से अप्रभावित है, और इसमें कोई दुर्लभ पृथ्वी तत्व, कीमती धातु या ज्वलनशील तरल इलेक्ट्रोलाइट्स नहीं हैं।
इसमें से बहुत कुछ अप्रमाणित है। वीटीटी से पांच स्वतंत्र परीक्षण रिपोर्ट पोस्ट करने के बाद भी, स्टार्टअप ने अभी तक तीन सबसे महत्वपूर्ण मेट्रिक्स प्रदर्शित नहीं किए हैं: रसायन विज्ञान, घनत्व और चक्र-जीवन दावे।
दांव अविश्वसनीय रूप से ऊंचे हैं। एक ऐसे इलेक्ट्रिक वाहन की कल्पना करें जो एक बार चार्ज करने पर 700-800 मील की दूरी तय कर सकता है, और उसमें आग लगने का खतरा नहीं था क्योंकि ज्वलनशील इलेक्ट्रोलाइट्स को एक ठोस सामग्री से बदल दिया गया था।
लिथियम-आयन बैटरियों में, तरल इलेक्ट्रोलाइट्स की गति गर्मी उत्पन्न करती है, और कुछ स्थितियों में, यह “थर्मल रनअवे” प्रभाव में बदल सकती है जिसके परिणामस्वरूप आग लग सकती है। तुलनात्मक रूप से, सॉलिड-स्टेट बैटरियां बैटरी से जल्दी से बिजली खींचने (या इसे वापस जोड़ने) को सुरक्षित बनाती हैं, जिसका अर्थ है कि आप सैद्धांतिक रूप से ईवी को तेजी से चार्ज कर सकते हैं। इसका मतलब यह भी हो सकता है कि, संरचनात्मक रूप से, तापमान नियंत्रण के लिए कम जगह समर्पित करनी होगी, जिससे कंपनियों को एक ही आकार के पैक में अधिक बैटरी सेल निचोड़ने की अनुमति मिल सकती है।
डोनट बैटरी के परीक्षणों की समीक्षा करने के बाद, वाच्समैन ने कहा कि अभी भी महत्वपूर्ण चिंताएँ हैं। उदाहरण के लिए, अत्यधिक गर्मी परीक्षणों के दौरान, डोनट की बैटरी के आसपास की थैली ने अपनी वैक्यूम सील खो दी। बैटरी के अंदर गैस उत्पादन – इलेक्ट्रोलाइट अपघटन या ऑक्सीजन रिलीज जैसी प्रक्रियाओं के कारण – बैटरी पाउच की सूजन और टूटने का कारण बन सकता है। लेकिन कोशिका की सटीक रसायन विज्ञान को जाने बिना, यह कहना मुश्किल है कि डोनट की बैटरी में यह विफलता कितनी महत्वपूर्ण है।
डोनट बैटरी को एक पल के लिए अलग रख दें, तो अच्छी तरह से प्रलेखित समस्याओं के कारण सॉलिड-स्टेट बैटरियों को प्रयोगशाला से असेंबली लाइन तक पहुंचने में संघर्ष करना पड़ा है। ये बैटरियां अक्सर डेंड्राइट्स नामक धातु की दरारों के निर्माण से ग्रस्त होती हैं जो उनमें शॉर्ट सर्किट का कारण बनती हैं। इन्हें उस दरार की तरह समझें जो फुटपाथ पर तब बनती है जब नीचे किसी पेड़ की जड़ उग आती है।
1970 के दशक से डेंड्राइट बैटरी डेवलपर्स के लिए एक कांटा रहा है। लिथियम-आयन बैटरियां सर्वव्यापी हो गई हैं जबकि अन्य दृष्टिकोण ठप हो गए हैं इसका एक कारण यह है कि उनके आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले ग्रेफाइट एनोड डेंड्राइट गठन के प्रति कम संवेदनशील होते हैं।
लेकिन नई खोजें अंततः इंजीनियरों को इन बाधाओं से पार पाने में मदद कर सकती हैं। हाल ही में एमआईटी की एक शोध टीम में एक अध्ययन प्रकाशित किया प्रकृति इसमें पाया गया कि उच्च विद्युत धाराओं के कारण होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं, जो इलेक्ट्रोलाइट को कमजोर करती हैं, डेन्ड्राइट वृद्धि के प्रति अधिक संवेदनशील बनाती हैं। यही कारण है कि अकेले मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स विकसित करने से दशकों पुरानी डेंड्राइट समस्या का समाधान नहीं हुआ है। और यह अंततः ठोस-अवस्था बैटरियों के वादे को पूरा करने के लिए अधिक रासायनिक रूप से स्थिर सामग्री विकसित करने के महत्व की ओर इशारा कर सकता है।
प्रगति पहले से ही हो रही है – और कहाँ? – चाइना में। पिछले महीने, CATL, जो वैश्विक बैटरी बाजार के लगभग 40 प्रतिशत को नियंत्रित करता है, ने 500Wh ऊर्जा घनत्व के साथ ठोस-राज्य बैटरी के लिए एक पेटेंट आवेदन दायर किया था। के अनुसार कारन्यूजचीनबैटरी निर्माता पहले से ही 2027 में छोटे पैमाने पर उत्पादन की योजना बना रहा है। लेकिन ऑटोमोटिव-ग्रेड सेल दशक के अंत तक तैयार नहीं होंगे।
अन्य चीनी कंपनियाँ आगे बढ़ रही हैं। ऑटोमेकर FAW ने हाल ही में कहा इसका 500Wh/kg वाला “तरल-ठोस-अवस्था” लिथियम-समृद्ध मैंगनीज सेल वाहन एकीकरण के लिए तैयार था।
चीन पहले से ही दशक के अंत तक बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आधार तैयार कर रहा है, उसे उम्मीद है कि इस बिंदु तक प्रौद्योगिकी परिपक्व हो जाएगी। और ऐसा क्यों नहीं होगा? यह एक ऐसा देश है जिसने वर्षों से ईवी और बैटरी विकास को गंभीरता से लिया है, जिससे इसे दुनिया की अधिकांश आपूर्ति पर बाजार पर कब्जा करने की इजाजत मिलती है।
विभिन्न कंपनियां अलग-अलग दृष्टिकोण अपना रही हैं। उदाहरण के लिए, होंडा इसके लिए प्रतिबद्ध है सल्फर आधारित इलेक्ट्रोलाइट्स उभरते विकल्पों के बावजूद। पिछले अक्टूबर, टोयोटा ने घोषणा की 2027 या 2028 तक “बीईवी में ऑल-सॉलिड-स्टेट बैटरियों का दुनिया का पहला व्यावहारिक उपयोग”। और मर्सिडीज, स्टार्टअप फैक्टोरियल से एक प्रोटोटाइप बैटरी का उपयोग करके, 749 मील की वास्तविक दुनिया की रेंज वाली एक इलेक्ट्रिक ईक्यूएस सेडान प्राप्त करने में सक्षम थी।
सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रिक पावर स्टोरेज के लिए एनएसएफ इंडस्ट्री-यूनिवर्सिटी कोऑपरेटिव रिसर्च सेंटर की निदेशक एलेवटीना स्मिरनोवा ने कहा, “कंपनियों के पास शायद आगे बढ़ने का एक रास्ता है।” “क्योंकि अब चीन में जो हो रहा है उसकी अमेरिका में जो हो रहा है उससे कोई तुलना नहीं है।”
अपनी ओर से, डोनट लैब अपने दावों पर संदेह से परेशान नहीं है। 1 अप्रैल को, लेहटीमाकी ने अपनी सॉलिड-स्टेट बैटरियों से जुड़े कुछ विवादों को संबोधित करते हुए एक नया वीडियो पोस्ट किया। उन्होंने यह भी खुलासा किया कि डोनट लैब ने अपनी बैटरी का दूसरा, अधिक उत्पादन-तैयार संस्करण बनाया है जो इस साल के अंत में ग्राहकों के लिए शिपिंग शुरू कर देगा।
एक महत्वपूर्ण स्वीकारोक्ति थी: व्यापक रूप से चर्चा की गई “100,000 चक्र” का आंकड़ा एक डिज़ाइन लक्ष्य था, उन्होंने कहा, प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित परिणाम नहीं। वास्तविक परीक्षण छोटे चक्रों में आयोजित किया गया है, जिसमें चार्ज दर, तापमान और उपयोग की स्थिति जैसे ज्ञात चर के आधार पर अनुमान लगाए गए हैं।
फिर उन्होंने एक अधिक निकट-अवधि परियोजना की ओर रुख किया: डोनट लैब की नवीनतम व्यापारिक गिरावट, जिसमें “टिन-फ़ॉइल” से ढकी बाल्टी टोपी भी शामिल थी।
