Comments

વીજવાહનો માટે સોલિડ સ્ટેટ બેટરીની મહાખોજ : મળશે તો નવી ક્રાન્તિ આણશે

ન્યુયોર્ક શહેરમાં છેલ્લાં ત્રણેક મહિનામાં ઈલેક્ટ્રિક મોટરબાઈક સળગી જવાની અનેક ઘટનાઓ ઘટી છે જેમાં સ્થાનિક મેયરના કહેવા મૂજબ પચ્ચીસેક જેટલા યુવાનો માર્યા ગયા છે. મોટા ભાગના ડિલિવરી બૉય હતા. ભારતમાં પણ બેટરીથી ચાલતાં બાઈક અને કાર અચાનક સળગી ઊઠવાના સમાચારો આવે છે. બેટરીથી ચાલતાં વાહનોના યુગના ઊંબરે જગત ઊભું છે. ડીઝલ-પેટ્રોલથી ચાલતાં કમ્બસ્ટન એન્જીનોનો યુગ સમાપ્ત થવામાં છે. ઈલેક્ટ્રીક બેટરી અથવા હાઈડ્રોજનથી ચાલતાં વાહનો ફરજિયાતપણે અપનાવવાના રહેશે.

હાઈડ્રોજન ટેક્નોલોજીમાં ઘણી ખામીઓ છે. હાઈડ્રોજન શક્તિ ભલે પાણીમાંથી મેળવી શકાય પણ તે મેળવવાની પ્રક્રિયા મોંઘી પડે છે. પાકી સલામત પણ નથી. ઈલેક્ટ્રિકલ વેહીકલ્સની બાબતમાં પણ એ જ વાંધો છે. ગમે ત્યારે સળગી ઉઠે. બેટરીઓને ચાર્જ કરવાની કે બદલવાની ઝંઝટમાંથી તો મુક્તિ મેળવી શકાશે. એક ઈવીને ચાર્જ થતા આજે ઘણો સમય, અરધી કલાકથી દોઢથી બે કલાક લાગી જાય છે. કંપનીઓ સૌથી ઓછા સમયના દાવાઓ સાથે આવી રહી છે. પરંતુ માત્ર ઈવી હોય તેવાં વાહનો એમ્બ્યુલન્સ તરીકે રાખવાનું જોખમ રહેશે. એટલે એવા હાઈબ્રિડ વાહનો, કાર વગેરે આવી રહ્યા છે જે બેટરી-પાવર તેમજ પેટ્રોલ-ડિઝલનો પાવર પણ ધરાવતી હોય. તેની તકલીફ એ છે કે એન્જીનોને કારણે વધુ વાહન ખૂબ વજનદાર બને.

ઈવીની મોટરકારોની રચના અને ડિઝાઇન સુંદર રીતે અને સગવડભરી કરી શકાય છે. નાનકડી ઈવી કાર ખૂબ સુંદર પણ હોય અને તેમાં પ્રમાણમાં જગ્યા પણ હોય. ઈવી કારની ચાર્જિંગની ટેક્નોલોજી ઝડપી, સરળ અને સલામત બનાવાય તો ઈવી ખૂબ સફળ બનશે. ઈવી કાર વડે પ્રદૂષણમાં ખાસ ઘટાડો નહીં થાય, કારણ કે, તેની બેટરીઓ ચાર્જ કરવા માટેની વીજળી તો કોઈક પાવરહાઉસમાં ગેસ અને કોલસા બાળીને જ મેળવવી પડશે. તમામ ટેક્નોલોજીઓ પ્રારંભમાં કષ્ટદાયક હોય છે. ચલણમાં આવ્યા બાદ તેમાં જરૂરી સુધારા વધારા થતા રહે છે. આજથી ત્રીસેક વરસ અગાઉ મુંબઈમાં ટેક્સી, રીક્ષા અને વાહનોમાં લોકો ગેસની (પેટ્રોલની નહીં) ટાંકીઓ ફીટ કરાવતા હતા. આવી ટાંકીઓ ફાટવાની અને વાહન સળગી જવાની અસંખ્ય દુર્ઘટનાઓ સર્જાઈ હતી. આજે લોકો બેફીકર ગેસનાં વાહનો દોડાવે છે.

ઈવીની તમામ સફળતા તેની બેટરીઓની સફળતા પર નિર્ભર છે. કંપનીઓમાં તે કારણથી જ સ્પર્ધા જામી છે. ટોયોટા કાર કંપનીએ અગાઉ જાહેરાત કરી હતી કે ટોયોટા 2027માં ‘સોલિડ સ્ટેટ’ બેટરીઓનું 2027 સુધીમાં નિર્માણ કરતી થઈ જશે. બેટરીઓમાં ઈલક્ટ્રોલાઈટ્સ વપરાય છે. લિથિયમ-આયોન બેટરીમાં તે પ્રવાહી સ્વરૂપમાં હોય છે જ્યારે સોલિડ સ્ટેટ બેટરીમાં તે નક્કર પદાર્થના રૂપમાં (સોલિડ) હોય છે. આજે વાહનોમાં કે અન્ય સાધનોમાં લિથિયમ આયોન બેટરીઓ વપરાય છે. ટોયોટા 2027માં સોલિડ સ્ટેટ બેટરીઓનું નિર્માણ કરશે તેના ફાયદા ઘણા હશે.

એક તો તે ઘણી સલામત હશે. થોડી જગ્યામાં ઊર્જાનો વધુ સંગ્રહ કરી શકશે અને તેને વારંવાર વાપરવાની સાયકલ પણ લાંબી હશે. સારી ભાષામાં કહીએ તો તે ખૂબ વધુ ટકશે. સોલીડ સ્ટેટ બેટરીમાં પ્રવાહી લીક થવાની શક્યતા નહિંવત રહેશે. તેથી આગ ફેલાવાની કે લાગવાની શક્યતાનો છેદ ઊડી જાય છે. એક બેટરી વધુ પડતી ગરમ થાય અને બીજી બેટરીઓને નુકસાન પહોંચાડે તે ‘થર્મલ રનઅવે’ની સ્થિતિ સોલીડ સ્ટેટ બેટરીઓમાં ઊભી થતી નથી. તેની ભાંગતૂટ પણ ઓછી થાય છે. તે વધુ રિલાયેબલ અને વધુ ટકાઉ પુરવાર થાય છે. છતાં સોલીડ સ્ટેટ હવે વિકાસના તબક્કામાં છે અને તેના ડેવલપમેન્ટમાં ઘણાં ટેક્નિકલ પડકારોનો સામનો કરવાનો રહે છે.

ટોયોટાએ હમણા વધુ શુભમંગળ જાહેરાત કરી છે. તે મૂજબ નવી બેટરીઓ કદમાં અરધી હશે અને મોટા કદની બેટરી જેટલો જ પાવર આપશે. વળી તેનો ખર્ચ પણ અરધો આવશે. મતલબ કે સોલિડ સ્ટેટ બેટરી વાહન, આજે લિથિયમ-આયોન વડે જેટલો પ્રવાસ કરે છે તેના કરતા બમણો કરી શકશે. બીજી રીતે ગણતરી કરો તો લિથિયમ-આયોન બેટરી બાળવાનો જે ખર્ચ આવશે તેની સરખામણીમાં ટોયોટાની સોલિડ સ્ટેટ વડે અરધો ખર્ચ પડશે. જો કે આ ટેક્નોલોજી વિકસાવવાનો પ્રયત્નો ઘણા સમયથી ચાલી રહ્યા છે પરંતુ દુનિયાને તેમાં ખાસ સફળતા મળી નથી. હવે ટોયોટા આશાવાદી છે. પરંતુ નીવડે ત્યારે વખાણ. જો કે ટોયોટા જેવી પ્રતિષ્ઠિત કંપની કંઈ એમ જ દાવો ન કરે. ટોયોટાની સોલિડ સ્ટેટ બેટરીને ઝડપથી ચાર્જ પણ કરી શકાશે.

ઈલેન મસ્કની પ્રસિધ્ધ ટેસલાથી માંડીને સસ્તી કિંમતમાં મળતી અન્ય ઈલેક્ટ્રિક મોટરો વગેરે તમામમાં પ્રવાહી લિથિયમ-આયોન બેટરીઓ વપરાય છે. જે લીક્વીડ ઈલેક્ટ્રોલાયટ્સ તરીકે પણ ઓળખાય છે. આ ઈલેક્ટ્રોલાયટના માધ્યમમાંથી બેટરીના બે ઈલેક્ટ્રેડ્સ, એનોડ અને કેથોડ, વચ્ચે વીજળીનો કરન્ટ પસાર થાય છે, અને તેના કારણે ઊર્જા પેદા થાય છે. પરંતુ ઈવીમાં આ પ્રકારની બેટરીઓ બેસાડવા બાબતે ઘણી મર્યાદાઓ કે ખામીઓ છે. એક તો એ બેટરીઓ ખૂબ વજનદાર હોય છે. વળી તેને ચાર્જ કરવામાં ખૂબ લાંબો સમય લાગે. બેટરીઓ વધુ ગરમ થઈ જાય તો ઈવીમાં આગ લાગી શકે છે.

ટોયોટાના નિવેદન મૂજબ સોલિડ સ્ટેટ બેટરીની મદદ વડે ટોયોટાની ગાડીઓની પ્રવાસ કરવાની રેન્જ બારસો કિલોમિટર સુધીની હશે. કારધારક મુંબઇથી અમદાવાદ અને અમદાવાદથી મુંબઈ, વચ્ચે ક્યાંય બેટરીને ચાર્જ કર્યા વગર પ્રવાસ કરી શકશે અને તો પણ થોડો ચાર્જ બચશે. આટલા બારસો કિલોમીટરના પ્રવાસ માટે બેટરીને ચાર્જ કરવા માટે માત્ર દસ મિનિટનો સમય લાગશે.

હજી આ ટેક્નોલોજી વિકાસના તબક્કામાં છે. આથી ખરેખર ક્યારે ઉપયોગમાં આવશે તેની ચોક્કસ ટાઈમલાઈન આપી શકાય નહીં. ટોયોટાને આશા છે કે નવી ટેક્નોલોજીનો 2027 સુધીમાં કોમર્સિયલ ઉપયોગ શક્ય બનશે. અગાઉ કંપનીએ 2025ની ડેડલાઈન નક્કી કરી હતી. હવે બે વરસ મોડું કરવામાં આવ્યું છે. નવા પ્રકારની બેટરીઓની શોધમાં લાગેલી તમામ સંસ્થાઓ, કંપનીઓ અને નિષ્ણાતો અગાઉ વારંવાર ડેડલાઈન આગળ ઠેલવતા ગયા છે. છેલ્લાં દસ વરસથી અનેક ડેવલપરો કહી રહ્યા છે કે, ‘બસ હવે પાંચ વરસમાં કારગર સોલિડ સ્ટેટ બેટરીઓની શોધ થઈ જશે. પણ હજી સુધી થઈ નથી. જો કે સોલિડ સ્ટેટ બેટરીઓ આવશે તે અગાઉ મારકેટમાં સેમિ-સોલીડ સ્ટેટ આવશે એવી ધારણા છે. સેમિ-સોલીડમાં પ્રવાહી ઈલેક્ટ્રોલાયટ્સનું પ્રમાણ ખૂબ ઓછું હશે. સોલિડ સ્ટેટ ડેવલપ કરવામાં સમસ્યા એ નડે છે કે ઘન ઈલેક્ટ્રોલાયટ્સમાં વીજળીનો પ્રવાહ બન્ને ઈલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે કેવી રીતે પસાર કરવો?

સોલીડ સ્ટેટ બેટરીઓનો એક બીજો ડ્રોબેક તે છે કે તે બેટરીઓ પૂર્ણ ક્ષમતામાં તો જ કામ કરે છે જો એક ચોક્કસ માત્રાનું પ્રેસર હોય. ટેક્નોલોજિસ્ટોએ આ અડચણ પણ દૂર કરવાની રહે છે. તો જ આ ટેક્નોલોજીનો સફળતા અને સરળતાપૂર્વક ઉપયોગ શક્ય બનશે. ફોક્સ વેગન અને ફોર્ડ જેવી હરીફ કંપનીઓએ ઈલેક્ટ્રીક કંપનીઓએ પૂરા દમખમથી ઈલેક્ટ્રિક અથવા બેટરી ટેક્નોલોજી અપનાવી છે.

ટોયોટા એ બન્ને કંપનીઓ જેટલી ઈવી બાબતે ઉત્સાહિત નથી છતાં સ્ટેટમાં તે ઝડપથી આગળ વધી રહી છે. પ્રમાણમાં આ હળવી ઉદાસી પાછળનાં ટોયોટા કારણો આપે છે તે મૂજબ દુનિયાની વિકસી રહેલી બઝારો, જેમ કે ભારત, બ્રાઝિલ વગેરે માટે ઈલેક્ટ્રિક વાહનો ખૂબ મોંઘા પુરવાર થશે. જે દેશોમાં વીજળીની ગ્રીડો અને તેનાં માળખાં પૂર્ણપણે વિકસીત નહીં હોય ત્યાં ઈવીને ચાર્જ કરવાનું મુશ્કેલ હશે. વળી જગતમાં લિથિયમની તંગી છે. જો લિથિયમ સાથે હાઈબ્રીડ ગાડીઓનું નિર્માણ થશે તો પ્રદૂષણમાં તત્કાળ અસરથી ઘટાડો કરી શકાશે. જો કે આ એવી તકલીફો નથી જેનું નિવારણ નથી. સોલીડ સ્ટેટ બેટરીઓનું નિર્માણ પણ સામાન્ય બેટરીઓની સરખામણીમાં ઘણું ખર્ચાળ છે.

તેને પણ ચાર્જ કરવા માટે પાવરની જરૂર રહે જ છે. ટુંક સાર એ કે ટોયોટા મને કમને સોલિડ સ્ટેટ ટેક્નોલોજીમાં આગળ વધી રહી છે. ટોયોટા ઈવીના નિર્માણમાં અન્ય કંપનીઓની સરખામણીમાં પાછળ રહી ગઈ છે. જો સોલીડ સ્ટેટ બેટરીઓનાં નિર્માણ અને ઉપયોગમાં ધારી સફળતા મળશે તો ઈવી ક્ષેત્રમાં ટોયોટા માટે તે મહત્વની છલાંગ ગણાશે. જો કે કંપની લિકવિડ લિથિયમ-આયોજન બેટરીના ક્ષેત્રમાં પણ વધુ સંશોધનો કરી રહી છે. ઈલેક્ટ્રિક વ્હીકલની બાબતમાં કંપની છેલ્લાં વીસ વરસથી ખાંખાખોળા કરી રહી છે અને તે તમામ અનુભવ એક અસરકારક વ્હીકલના નિર્માણમાં પરિણમશે, તેમ કંપની દાવો કરે છે. કંપની સોલીડ સ્ટેટને કોઈ આખરી અને શ્રેષ્ઠ ઉપાય માનતી નથી.

ટોયોટાની ડેડલાઈન ભલે દૂર છે પણ બીએમડબલ્યુ કહે છે કે સોલિડ સ્ટેટ બેટરીનાં વાહનના પ્રયોગો એ આ વરસમાં જ શરૂ કરી દેશે. અને બીએમડબલ્યુની સોલિડ સ્ટેટ કાર 2025માં બજારમાં મૂકવાનો કંપનીનો ઈરાદો છે. નિસાન સોલિડ સ્ટેટ બેટરીના નમુનાનું જાહેરમાં અનાવરણ કર્યું છે અને 2028માં સોલીડ સ્ટેટ કાર બઝારમાં મૂકશે. નિસાનની મોટરકારોની વીજળીનો ચલાવવાનો ખર્ચ એટલો જ આવશે જેટલો આજે પેટ્રોલ-ડિઝલ આધારિત મોટરગાડીઓનો આવે છે. મતલબ કે ઈવી વાહનો ચલાવવામાં પેટ્રોલ કરતા સસ્તા હશે એવી ધારણા છે તો ખોટી છે.

બિલ ગેટ્સ અને ફોક્સ વેગન કાર કંપનીએ મળીને ક્વોન્ટમ સ્પેસ નામની કંપની ઊભી કરે છે તે પણ સોલિડ સ્ટેટ ટેક્નોલોજી ડેવલપ કરવામાં લાગી છે. ઈવીના વિષયમાં આગળ વધવામાં આળસુ જણાઈ રહી હતી તે ટોયોટાને ભવિષ્યની ટેક્નોલોજીઓમાં આગળ વધવાની ફરજ કંપનીના શેરહોલ્ડરોએ પાડી છે. આજે ટોયોટાના ટોચના અધિકારીઓ કહે છે કે ટેક્નોલોજી ડેવલપમેન્ટની શરૂઆત કર્યા બાદ આજે ટોયોટા કંપની એવી છે જેની પાસે સોલિડ સ્ટેટ માટેની સામગ્રી, કુશળતા અને ટેક્નોલોજી છે. કંપનીએ 2027ની ડેડલાઈન નક્કી કરી છે તે માટે કંપની પાસે પૂરતો આધાર છે તેમ કહેવાઈ રહ્યું છે. ઘણા નિવેદનો શેરહોલ્ડરોનાં અને શેરબજારનાં દિલ બહેલાવવા માટે અપાતાં હોય છે. છતાં આખરે તો એક દિવસ પુરવાર થવું જ પડે છે. એ વાત પાકી છે કે મોટરકાર ઉદ્યોગમાં 2030 સુધીમાં ઘણી ઊથલપાથલો સર્જાવાની છે.
-આ લેખમાં પ્રગટ થયેલાં વિચારો લેખકનાં પોતાના છે.

Most Popular

To Top