بنگلورو کے سائنس دانوں نے ایک انقلابی پیش رفت کی ہے ، جو ماحول  کے تئیں ساز گار  اگلے  دور کی بیٹریوں کی صلاحیت میں مزید اضافہ کر  سکتی ہے۔ لِتھیم بیٹریاں ،  جو اس وقت دنیا کی پسندیدہ ٹیکنالوجی سمجھی جاتی ہیں ، ان  سے آگے بڑھتے ہوئے محققین نے ایسا نیا کیتھوڈ میٹیریل تیار کیا ہے  ، جو ماحول کے تئیں ساز گار زنک بیٹریوں کے لیے زیادہ موزوں ہے۔ یہ پیش رفت توانائی کی کثافت اور مادّوں کی پائیداری میں نمایاں اضافہ کر سکتی ہے، جس سے مزید مؤثر بیٹریاں تیار کی جا سکیں گی۔

گزشتہ چند دہائیوں میں توانائی ذخیرہ کرنے کے شعبے میں زیادہ تر پیش رفت لِتھیم بیٹریوں  پر منحصر رہی ہے  ، جن کی اصل وجہ اُن کی اعلیٰ کارکردگی ، بالخصوص زیادہ توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت ہے۔ تاہم ان بیٹریوں کے استعمال کے دوران ماحولیاتی اور حفاظتی خدشات در پیش رہتے ہیں۔ ان کے متبادل کے طور پر حال ہی میں آبی زنک آئن بیٹری ( زیڈآئی بی )  نظام توجہ حاصل کر رہا ہے، جو زیادہ توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت، بہتر حفاظت اور ماحول دوست خصوصیات فراہم کرتا ہے۔

دنیا بھر کے سائنسداں ایسے کیتھوڈ مواد تیار کرنے کی کوشش کر رہے ہیں  ، جو زنک آئن الیکٹرولائٹ نظام کے لیے موزوں ہو، زیادہ توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت رکھتے ہوں اور طویل عرصے تک چل سکیں۔ اگرچہ متعدد آکسائیڈ میٹیریلز پر تحقیق کی جا رہی ہے لیکن مختلف تکنیکی رکاوٹوں کے باعث وہ زنک آئن نظام میں مطلوبہ کارکردگی دکھانے میں ناکام رہے ہیں۔

ان چیلنجوں کا حل تلاش کرنے کے لیے حکومتِ ہند کے سائنس و ٹیکنالوجی کے محکمے ( ڈی ایس ٹی ) کے  تحت ، جو ایک مختار ادارہ ہے ، بنگلورو کے سینٹر فار نینو اینڈ سوفٹ میٹر سائنسز ( سی ای این ایس ) کے ڈاکٹر آشوتوش کمار سنگھ کی قیادت میں تحقیق کاروں کی ٹیم نے ایک نئی اور سادہ حکمتِ عملی پیش کی ہے۔ محققین نے کیتھوڈ میٹیریل کو تھرمو ، الیکٹرو کیمیکل ٹریٹمنٹ کے ذریعے اس کی ساخت میں تبدیلی لا کر فعال بنایا ، جس سے بیٹری میں اعلیٰ توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت حاصل ہو سکتی ہے۔

یہ طریقہ عام کیتھوڈ میٹیریلز کی کلی کارکردگی، توانائی کی کثافت اور استحکام کو بڑھانے کے لیے نہایت مؤثر اور سیدھا راستہ ثابت ہو سکتا ہے اور مستقبل کی پائیدار بیٹری ٹیکنالوجی کی ترقی میں اہم کردار ادا کرنے کی صلاحیت کا حامل ہے۔

 

تصویر -  وی 2 او 5  کیتھوڈ میٹیریل کی اِن سیٹو تھرمو–الیکٹرو کیمیکل ایکٹیویشن

 

اس تحقیق کی خاص بات ایک سادہ مگر انقلابی ‘‘ ایکٹیویشن ’’  عمل ہے  ، جسے ایک عام بیٹری میٹیریل  ،  وینیڈیم آکسائیڈ ( وی 2 او 5 )  پر استعمال کیا گیا۔ محققین نے حرارت اور برقی رو کے امتزاج سے اس مادّے کے ڈھانچے میں تبدیلی پیدا کی، جس کے نتیجے میں  ، اس کی ساخت میں دانستہ طور پر فائدہ مند خامیاں پیدا کی گئیں۔ اسے یوں سمجھیں جیسے کسی ہموار اور ٹھوس دیوار کو تبدیل کر کے اسے ایک اسفنج جیسی چھید دار سطح میں بدل دیا جائے۔

اس نئی ساخت  ،  جسے زنک وینیڈیم آکسائیڈ ( زیڈ این – وی 2 او 5 )  کہا جاتا ہے  ،  اس  میں باریک راستے اور خلا پیدا ہو جاتے ہیں  ، جو توانائی کو کہیں زیادہ مؤثر طریقے سے ذخیرہ اور دوبارہ خارج کرنے کی صلاحیت فراہم کرتے ہیں۔ مزید یہ کہ زیڈ این – وی 2 او 5  کی ساخت بیٹری کے الیکٹرولائٹ میں موجود ہائیڈروجن آئن کے ساتھ بھی مؤثر تعامل کی اجازت دیتی ہے، جس سے مادّے کی ساختی مضبوطی بڑھتی ہے اور چارج/ڈسچارج عمل کے دوران زنک آئنز کی نقل و حرکت میں رکاوٹیں کم ہو جاتی ہیں۔

یہ فعال بنایا گیا کیتھوڈ میٹیریل زنک آئن بیٹری ( زیڈ آئی بی )  کو کہیں زیادہ توانائی کثافت اور غیر معمولی  طور پر پائیدار بناتا ہے۔ یہ بیٹری بہت زیادہ توانائی ذخیرہ کر سکتی ہے اور ہزاروں مرتبہ چارج ہونے کے بعد بھی کارکردگی میں نمایاں کمی نہیں آتی۔

یہ تحقیق، جو ڈاکٹر آشوتوش کمار سنگھ اور ان کی ٹیم نے انجام دی ہے، حال ہی میں ایڈوانسڈ اینرجی مٹیریلس میں شائع ہوئی ہے اور زنک آئن بیٹریوں کی تحقیق میں درپیش ایک دیرینہ چیلنج کا حل  فراہم کرتی ہے۔

اس مطالعے کے شریک مصنف جناب راہلدیب رائے نے کہا کہ “جب ہم نے کیتھوڈ میٹیریل کو مستحکم رکھنے اور ساخت میں تبدیلی لا کر کارکردگی بڑھانے کی مشکل کو سمجھا، تو ہم نے زنک آئن بیٹریوں میں استعمال ہونے والے عام کیتھوڈ میٹیریلز کو متحرک کرنے کے لیے ایک نہایت سادہ مگر اختراعی حکمتِ عملی کا انتخاب کیا۔”

انہوں نے مزید کہا کہ یہ تحقیق نہ صرف  زیڈ آئی بی  ٹیکنالوجی کے شعبے میں ایک اہم پیش رفت ہے بلکہ یہ طریقۂ کار دوسرے کیتھوڈ میٹیریلز کی کارکردگی بہتر بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس سے ماحول دوست اور اعلیٰ کارکردگی والی توانائی ذخیرہ ٹیکنالوجیز کی ترقی کے لیے مزید کوششوں کی راہ ہموار  کی جا  سکتی ہے۔

Link to publication: DOI: 10.1002/aenm.202502262.

 

***************

(ش ح۔ ش ب ۔ ع ا)

U.No. 1595

(रिलीज़ आईडी: 2192494) आगंतुक पटल : 8