चीन इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये लिथियम बॅटरीऐवजी समुद्री मिठापासून बनलेली सोडियम आयन बॅटरी का वापरत आहे ?

सोडियम आयन बॅटरी आहे तरी काय?

सोडियम आयन बॅटरी ही एक रिचार्जेबल बॅटरी आहे, जी लिथियम आयन (Li+) ऐवजी सोडियम आयन (Na+) वापरून ऊर्जा साठवते आणि सोडते. ही बॅटरी समुद्री मिठातून मिळणाऱ्या सोडियमचा वापर करून तयार केली जाते. सोडियम हा पृथ्वीवर मुबलक प्रमाणात उपलब्ध आहे, विशेषतः समुद्राच्या पाण्यातून मिळणाऱ्या मिठात (सोडियम क्लोराइड). यामुळे या बॅटरीचा कच्चा माल स्वस्त आणि सहज उपलब्ध आहे.

सोडियम आयन बॅटरीची रचना लिथियम आयन बॅटरीसारखीच आहे. यात दोन इलेक्ट्रोड्स (कॅथोड आणि ॲनोड), इलेक्ट्रोलाइट आणि सेपरेटर असतात. बॅटरी चार्ज करताना सोडियम आयन्स कॅथोडपासून ॲनोडकडे जातात आणि वापरताना परत कॅथोडकडे येतात. या आयन्सच्या हालचालीमुळे विद्युत प्रवाह निर्माण होतो, जो वाहनांना शक्ती देतो.

सोडियम आयन बॅटरीचा शोध कसा लागला? आणि इतिहास काय?

सुमारे 50 वर्षांपूर्वी यावर संशोधन सुरू झाले होते, आणि यात जपान हा देश आघाडीवर होता. त्या काळात लिथियम आणि सोडियम या दोन्ही धातूंवर संशोधन सुरू होते, पण लिथियम आयन बॅटरीने बाजी मारली कारण ती अधिक ऊर्जा साठवू शकते आणि हलकी आहे.

मात्र, 2021 मध्ये लिथियमच्या किंमतीत प्रचंड वाढ झाली. ऑस्ट्रेलिया, चीन आणि चिलीमधील खाणींमधून मिळणाऱ्या लिथियमवर प्रक्रिया करण्याचे काम प्रामुख्याने चीनमध्येच होते. यामुळे लिथियमचा पुरवठा आणि किंमत यावर नियंत्रण ठेवणे कठीण झाले. याचवेळी, सोडियम आयन बॅटरीकडे पुन्हा लक्ष गेले आणि चीनने यावर मोठ्या प्रमाणात संशोधन आणि उत्पादन सुरू केले

लिथियम आयन बॅटरीच्या VS सोडियम आयन बॅटरीचे फायदे बघू:

चीनने इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी सोडियम आयन बॅटरीचा वापर का सुरू केला? याची खालील कारणे आहेत:

1. स्वस्त आणि मुबलक कच्चा माल
   सोडियम हा पृथ्वीवर लिथियमपेक्षा 400 पट जास्त उपलब्ध आहे. समुद्राच्या मिठातून तो सहज मिळतो, त्यामुळे त्याची किंमत खूपच कमी आहे. याउलट, लिथियमचा पुरवठा मर्यादित आहे आणि त्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात खर्च येतो.
2. पर्यावरणस्नेही
   लिथियम आयन बॅटरीसाठी कोबाल्ट आणि निकेल यासारख्या धातूंची गरज असते, ज्यांच्या खाणकामामुळे पर्यावरणावर विपरीत परिणाम होतो. सोडियम आयन बॅटरी यापासून मुक्त आहे, कारण त्यात सोडियम, लोह, कार्बन आणि नायट्रोजन यासारखे स्वस्त आणि पर्यावरणस्नेही घटक वापरले जातात. यामुळे खाणकामाचा पर्यावरणावरील ताण कमी होतो.
3. जलद चार्जिंग
   सोडियम आयन बॅटरी जलद चार्ज होण्यासाठी ओळखली जाते. उदाहरणार्थ, चीनमधील Yadea कंपनीच्या इलेक्ट्रिक स्कूटरच्या बॅटरी 15 मिनिटांत 0 ते 80% पर्यंत चार्ज होऊ शकतात. यामुळे वापरकर्त्यांचा वेळ वाचतो आणि चार्जिंग स्टेशनवरील गर्दी कमी होते.
4. अधिक सुरक्षितता
   लिथियम आयन बॅटरीत जास्त तापमानामुळे आग लागण्याचा धोका असतो (थर्मल रनवे). सोडियम आयन बॅटरी कमी रासायनिकदृष्ट्या प्रतिक्रियाशील (reactive) असल्याने ती जास्त सुरक्षित आहे. यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांचा वापर करणाऱ्यांसाठी ही बॅटरी अधिक विश्वासार्ह ठरते.
5. जास्त आयुष्य
   सोडियम आयन बॅटरीचे आयुष्य लिथियम आयन बॅटरीपेक्षा जास्त असते. ती जास्त चार्जिंग सायकल्स सहन करू शकते, ज्यामुळे ती दीर्घकाळ टिकते.

सोडियम आयन बॅटरीचे तोटे

1. कमी ऊर्जा घनता
   सोडियम आयन बॅटरीची ऊर्जा घनता (energy density) लिथियम आयन बॅटरीपेक्षा सुमारे 30% कमी आहे. याचा अर्थ, समान आकाराच्या बॅटरीत सोडियम आयन बॅटरी कमी ऊर्जा साठवते, ज्यामुळे वाहनांची रेंज कमी होऊ शकते.
2. प्रारंभिक अवस्था
   सोडियम आयन बॅटरी अजूनही विकासाच्या प्रारंभिक अवस्थेत आहे. त्यांचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आणि वापर सुरू झालेले नाही. यामुळे त्यांच्याशी संबंधित संशोधन आणि सुधारणा यांना वेळ लागेल.
3. वजन आणि आकार
   कमी ऊर्जा घनतेमुळे सोडियम आयन बॅटरी लिथियम आयन बॅटरीपेक्षा जास्त वजनदार आणि मोठ्या असू शकतात, ज्यामुळे वाहनांच्या डिझाइनवर परिणाम होऊ शकतो.

चीनमधील सोडियम आयन बॅटरीचा वापर:

चीनने सोडियम आयन बॅटरीच्या क्षेत्रात मोठी प्रगती केली आहे. 2023 मध्ये, JAC या चिनी कंपनीने जगातील पहिली सोडियम आयन बॅटरीवर चालणारी इलेक्ट्रिक कार सादर केली. याशिवाय, Yadea या टू-व्हीलर कंपनीने 2025 मध्ये सोडियम आयन बॅटरीवर चालणारी इलेक्ट्रिक स्कूटर लाँच केली. या स्कूटरची किंमत 35,000 ते 51,000 रुपये आहे आणि ती एका चार्जवर 70 किमीपर्यंत रेंज देते.

चीनमधील हांगझो येथील एका शॉपिंग मॉलसमोर या स्कूटरचे लाइव्ह टेस्ट ड्राइव्ह आयोजित करण्यात आले होते, जिथे विशेष चार्जिंग स्टेशनद्वारे बॅटरी 15 मिनिटांत 80% चार्ज झाली. यामुळे सोडियम आयन बॅटरीची व्यावहारिकता आणि कार्यक्षमता सिद्ध झाली आहे.

सोडियम आयन बॅटरी हा एक स्वस्त आणि पर्यावरणस्नेही पर्याय ठरू शकतो.

भारतात इलेक्ट्रिक वाहनांचा वापर वाढत आहे. सरकारने 2030 पर्यंत 30% खाजगी कार, 70% व्यावसायिक वाहने आणि 80% दुचाकी इलेक्ट्रिक करण्याचे उद्दिष्ट ठेवले आहे. यासाठी लिथियम आयन बॅटरीचे उत्पादन वाढवणे आवश्यक आहे, पण सोडियम आयन बॅटरी हा एक स्वस्त आणि पर्यावरणस्नेही पर्याय ठरू शकतो.

भारतात पुण्यातील शास्त्रज्ञांनी लिथियम आयन बॅटरीचे स्वदेशी उत्पादन सुरू केले आहे, आणि भविष्यात सोडियम आयन बॅटरीवरही संशोधन शक्य आहे. यामुळे भारताला लिथियम आयात आणि चीनवर अवलंबून राहण्याची गरज कमी होऊ शकते.

सोडियम आयन बॅटरीचे भविष्य

सोडियम आयन बॅटरी अजून मोठ्या प्रमाणावर व्यावसायिक वापरात आलेली नाही, पण त्याची शक्यता प्रचंड आहे. चीनने यात आघाडी घेतली असून, BYD सारख्या कंपन्यांनी 2024 मध्ये 30 GWh/वर्ष क्षमतेचा सोडियम आयन बॅटरीचा कारखाना उभारण्यास सुरुवात केली आहे.

जसजसे संशोधन आणि तंत्रज्ञान विकसित होईल, तसतसे सोडियम आयन बॅटरीची ऊर्जा घनता वाढेल आणि ती लिथियम आयन बॅटरीला एक मजबूत पर्याय ठरेल. यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या किंमती कमी होतील, आणि सर्वसामान्यांना ती परवडण्याजोगी बनतील.

सोडियम आयन बॅटरी ही इलेक्ट्रिक वाहनांच्या भविष्यासाठी एक आशादायी तंत्रज्ञान आहे. ती स्वस्त, सुरक्षित आणि पर्यावरणस्नेही आहे, ज्यामुळे ती लिथियम आयन बॅटरीला एक उत्तम पर्याय ठरू शकते. चीनने या क्षेत्रात आघाडी घेतली असली, तरी भारतासारख्या देशांनाही यातून प्रेरणा घेऊन स्वदेशी तंत्रज्ञान विकसित करणे शक्य आहे. सोडियम आयन बॅटरीमुळे इलेक्ट्रिक वाहनांचा वापर अधिक सुलभ आणि स्वस्त होईल, आणि पर्यावरण संरक्षणाच्या दिशेने एक मोठे पाऊल उचलले जाईल.