इलेक्ट्रिक वाहन निर्माता आठ मिलियन किलोमीटर तक चलने वाली बैटरी विकसित करने के लिए सास्काटून में कनाडाई लाइट सोर्स (सीएलएस) सिंक्रोट्रॉन का उपयोग कर रहे हैं, जो वर्तमान में उपयोग में आने वाली बैटरियों के औसत जीवन का लगभग 25 गुना है।
शोधकर्ताओं ने नियमित लिथियम-आयन बैटरी और नई “सिंगल-क्रिस्टल इलेक्ट्रोड” बैटरी की आंतरिक कार्यप्रणाली पर सूक्ष्म नज़र डालने के लिए सस्केचेवान विश्वविद्यालय में सीएलएस कण त्वरक पर अल्ट्रा उज्ज्वल सिंक्रोट्रॉन प्रकाश का उपयोग किया। टेस्ला कनाडा ने अनुसंधान को सह-वित्त पोषित किया।
जब उन्होंने अंदर झाँका, तो शोधकर्ताओं ने देखा कि एकल-क्रिस्टल इलेक्ट्रोड बैटरी बार-बार चार्जिंग चक्र के कारण होने वाली सूक्ष्म दरार का विरोध करती है। यह दरार नियमित ईवी बैटरियों की चार्ज रखने की क्षमता को कम कर देती है।
डलहौजी विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जेफ डान के साथ शोध करने वाले सीएलएस के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक टोबी बॉन्ड ने कहा, परीक्षण से पहले, सीएलएस में विश्लेषण की गई एकल-क्रिस्टल इलेक्ट्रोड बैटरी लगातार चार्ज की गई और प्रयोगशाला में समाप्त हो गई।
बॉन्ड ने सीबीसी न्यूज के साथ एक साक्षात्कार में कहा, “हमने इसे चार्ज किया और लगभग छह वर्षों तक चौबीसों घंटे इसका निर्वहन किया।” “हम इसे यहां लाए और स्कैन किया और हमें गिरावट का कोई संकेत नहीं मिला। तो यह 20,000 चार्ज डिस्चार्ज चक्रों के बाद है, जो लगभग आठ मिलियन किलोमीटर की ड्राइविंग के बराबर है।”
दोनों बैटरियों के बीच मुख्य अंतर इलेक्ट्रोड में है। एक मानक बैटरी पर, इलेक्ट्रोड बाल की चौड़ाई से 50 गुना छोटे कणों से बने होते हैं, जो बदले में और भी छोटे क्रिस्टल से बने होते हैं। नई बैटरी सिर्फ एक बड़ा क्रिस्टल है, जिसका अर्थ है कि यह एक अधिक ठोस संरचना है जो यांत्रिक तनाव के प्रति प्रतिरोधी है।
वैज्ञानिक टोबी बॉन्ड का कहना है कि एक नई प्रकार की लिथियम-आयन बैटरी सामग्री जिसे सिंगल-क्रिस्टल इलेक्ट्रोड कहा जाता है, दशकों तक चल सकती है, और इसका उपयोग “द्वितीय-जीवन अनुप्रयोगों” में किया जा सकता है जैसे कि विद्युत ग्रिड के लिए पवन और सौर ऊर्जा का भंडारण।
बॉन्ड ने कहा, यह पहली बार है जब वैज्ञानिकों ने एकल-क्रिस्टल इलेक्ट्रोड बैटरी का विश्लेषण किया है जो इतने लंबे समय तक लगातार चक्रित थी।
बॉन्ड ने कहा, “हम सीटी स्कैन लेते हैं, जो एक 3डी एक्स-रे की तरह होता है जो आपको अस्पताल में मिल सकता है।” “हम बैटरी को अलग किए बिना उसके साथ सूक्ष्म स्तर पर ऐसा कर सकते हैं… हम वास्तव में बैटरी को अलग किए बिना उसके अंदर मानव बाल की तुलना में बहुत छोटे फीचर्स को देख सकते हैं।”
ईवी निर्माता लंबे समय तक चलने वाली बैटरी विकसित करने के इच्छुक हैं। वर्तमान मानक बैटरियां प्रतिस्थापन से पहले 10 से 20 साल या 160,000 से 320,000 किलोमीटर तक चलती हैं।
बॉन्ड ने कहा कि नई प्रकार की बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन के अधिकांश अन्य हिस्सों को मात दे सकती है और कम बैटरी प्रतिस्थापन का मतलब वाहन के कार्बन पदचिह्न को कम करना है। इसमें द्वितीयक उपयोगों की भी संभावना है, जैसे पवन और सौर ऊर्जा के लिए ग्रिड भंडारण।
बॉन्ड ने कहा कि ये नई बैटरियां पहले से ही व्यावसायिक उत्पादन में हैं और उन्हें उम्मीद है कि अगले कुछ वर्षों में इनका अधिक उपयोग किया जाएगा।
सिंक्रोट्रॉन उज्ज्वल प्रकाश का उपयोग करता है ताकि शोधकर्ताओं को वस्तुओं के अंदर विस्तार के स्तर पर देखने में मदद मिल सके जो पारंपरिक एक्स-रे या उच्च शक्ति वाले माइक्रोस्कोप का उपयोग करके संभव नहीं है।