MIT की सफलता बैटरी तकनीक से पता चला: दुर्लभ पृथ्वी के उपयोग में 60% की कमी कैसे नई ऊर्जा उद्योग परिदृश्य को फिर से शुरू करेगी?

[[मार्च २०२५, बोस्टन] वैश्विक नया ऊर्जा उद्योग एक ऐतिहासिक तकनीकी छलांग से गुजर रहा है। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT) सामग्री प्रयोगशाला द्वारा आज जारी की गई सफलता बैटरी प्रौद्योगिकी, एक अभिनव दोहरे आयन इलेक्ट्रोलाइट समाधान के माध्यम से, एक प्रदर्शन छलांग प्राप्त करते समय दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के उपयोग को काफी कम कर देती है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों और ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में औद्योगिक परिदृश्य को फिर से खोल सकती है। यह तकनीकी सफलता न केवल "दोहरी कार्बन" लक्ष्य के तहत ऊर्जा परिवर्तन के दर्द बिंदुओं को छूती है, बल्कि तांबे के बसबार जैसे प्रमुख घटकों की आपूर्ति श्रृंखला पर गहरा प्रभाव डालती है।

 

 

 

वैश्विक नया ऊर्जा वाहन उद्योग वर्तमान में गंभीर दुर्लभ पृथ्वी आपूर्ति श्रृंखला जोखिमों का सामना कर रहा है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, प्रत्येक मानक इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव मोटर 2 की खपत करता है। हालांकि, दुनिया की 70% दुर्लभ पृथ्वी प्रसंस्करण क्षमता चीन में केंद्रित है, और भू -राजनीतिक उतार -चढ़ाव के कारण होने वाली आपूर्ति अनिश्चितता ने वाहन निर्माताओं को तकनीकी सफलताओं में तेजी लाने के लिए मजबूर किया है।

 

एमआईटी सामग्री प्रयोगशाला के प्रमुख डॉ। एलेना रोड्रिगेज ने कहा: "मौजूदा स्थायी चुंबक मोटर प्रौद्योगिकी दुर्लभ पृथ्वी निर्भरता की छत तक पहुंच गई है।" पारंपरिक टर्नरी लिथियम बैटरी में, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में 12.3% के लिए खाते हैं, और टेस्ला और अन्य कार कंपनियों ने गणना की है कि दुर्लभ पृथ्वी के उपयोग में प्रत्येक 10% की कमी के लिए, एक ही वाहन की लागत को $ 120 से कम किया जा सकता है। इस डेटा के पीछे निकेल-प्लेटेड बस बार जैसे प्रमुख प्रवाहकीय घटकों की सामग्री प्रणाली में नवाचार की आवश्यकता है।

 

द जर्नल नेचर एनर्जी में MIT टीम द्वारा प्रकाशित नवीनतम शोध से पता चलता है कि इसके द्वारा विकसित किए गए नए लैंथेनाइड-डॉप्ड इलेक्ट्रोलाइट ने दुर्लभ पृथ्वी के अनुपात को सफलतापूर्वक 4.7%तक कम कर दिया है। यह सफलता तीन नवाचारों के माध्यम से प्राप्त की गई थी:

 

1। नैनोस्ट्रक्चर इनोवेशन:तीन-आयामी झरझरा इलेक्ट्रोड डिजाइन ऊर्जा घनत्व को 320Wh/किग्रा तक बढ़ाता है, जो कि कॉपर ग्राउंडिंग बसबार और इलेक्ट्रोड के बीच संपर्क प्रतिबाधा को कम करते हुए पारंपरिक बैटरी की तुलना में 18% अधिक है।

2। इलेक्ट्रोलाइट क्रांति:नई दोहरी-आयन प्रणाली अभी भी -30 डिग्री के चरम वातावरण में 91% क्षमता को बनाए रखती है, ठोस-राज्य बैटरी के कम तापमान प्रदर्शन की कमियों को हल करती है और टुकड़े टुकड़े में बसबार कूलिंग सिस्टम को अनुकूलित करने के लिए एक नया मार्ग प्रदान करती है।

3। लागत नियंत्रण:अनुमानित द्रव्यमान उत्पादन लागत $ 98/kWh है, जो 4680 बैटरी की तुलना में 12.5% ​​कम है, मुख्य रूप से दुर्लभ पृथ्वी के उपयोग में कमी और बसबार निर्माण प्रक्रिया के सरलीकरण के कारण।

 

 

"दुर्लभ पृथ्वी हटाने" के लिए उद्योग की मांग में वृद्धि के साथ, प्रौद्योगिकी मार्ग प्रतियोगिता 2024 में उग्र हो गई है (डेटा स्रोत: BNEF 2024Q1 रिपोर्ट):

 

तकनीकी संकेतक	नई बैटरी	पारंपरिक टर्नरी लिथियम बैटरी	ठोस राज्य बैटरी	सोडियम आयन बैटरी
दुर्लभ पृथ्वी निर्भरता	4.7%	12.3%	0%	0%
ऊर्जा घनत्व (डब्ल्यूएच/किग्रा)	320	270	400 (प्रयोगशाला)	160
बड़े पैमाने पर उत्पादन लागत ($/kWh)	98 (अनुमानित)	112	280+	77
बड़े पैमाने पर उत्पादन प्रगति	2026 परीक्षण उत्पादन	परिपक्वता	2028 योजना	2024 में व्यावसायिक उपयोग
बसबार अनुकूलन कठिनाई	कम	मध्यम	उच्च	कम

 

 

1। दुर्लभ पृथ्वी आपूर्ति श्रृंखला फेरबदल
यदि MIT तकनीक पूरी तरह से लागू हो जाती है, तो यह उम्मीद की जाती है कि डिस्प्रोसियम और टेरबियम के लिए वैश्विक वार्षिक मांग 12, 000 टन (2023 में आउटपुट के 37% के बराबर) से घट जाएगी। इससे प्रभावित, दुर्लभ पृथ्वी दिग्गजों जैसे कि लुओयांग मोलिब्डेनम और लिनस के स्टॉक की कीमतों में उसी दिन 5% से अधिक की उतार-चढ़ाव हुई, और दुर्लभ पृथ्वी-मुक्त पर ध्यान केंद्रित करने वाली कंपनियांपीवीसी डिपिंग इंसुलेटेड बसबारप्रौद्योगिकी ने नए अवसरों की शुरुआत की।

 

2। लागत और प्रदर्शन का पुनर्संरचना
टेस्ला की आपूर्ति श्रृंखला निदेशक ने खुलासा किया कि एमआईटी समाधान एपॉक्सी पाउडर कोटिंग इंसुलेटेड बसबार और इलेक्ट्रोड के एकीकृत डिजाइन को अनुकूलित करके उच्च ऊर्जा घनत्व को बनाए रखते हुए सिस्टम की लागत को 12.5% ​​तक कम कर देता है। यह लाभ इसे मध्य-से-उच्च अंत वाहन बाजार में अधिक प्रतिस्पर्धी बनाता है।

 

3। पर्यावरण संरक्षण और पुनर्चक्रण चुनौतियां
क्लीन ट्रांसपोर्टेशन पर इंटरनेशनल काउंसिल ने चेतावनी दी है कि नए इलेक्ट्रोलाइट्स में फ्लोरीन सामग्री में वृद्धि से पुनर्चक्रण समस्याएं हो सकती हैं जैसे कि घटकों कोपीई हीट सिकुड़ ट्यूब अछूता बसबार। MIT टीम ने बंद-लूप रीसाइक्लिंग तकनीक के अनुसंधान और विकास की शुरुआत की है, जिसका उद्देश्य इलेक्ट्रोलाइट रिकवरी दर को 95%से अधिक तक बढ़ाना है।

 

5। बसबार प्रौद्योगिकी का नया युद्धक्षेत्र
बैटरी तकनीक के पुनरावृत्ति के साथ, बैटरी और मोटर को जोड़ने वाले एक प्रमुख घटक के रूप में बसबार सामग्री प्रणाली को बदल रहा है। चालकता की सीमा के कारण, पारंपरिक तांबे-आधारित बसबार को धीरे-धीरे नवीन समाधानों जैसे कि ग्राफीन कम्पोजिट बसबार और दुर्लभ पृथ्वी-मुक्त मिश्र धातु बसबार द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। एमआईटी प्रौद्योगिकी की सफलता ने दुर्लभ पृथ्वी-मुक्त बसबारों के अनुसंधान और विकास में उद्योग के निवेश को तेज कर दिया है, और यह उम्मीद की जाती है कि संबंधित पेटेंट अनुप्रयोगों में 2026 में 300% की वृद्धि होगी।

 

MIT की सफलता तकनीक न केवल बैटरी क्षेत्र में एक मील का पत्थर है, बल्कि नए ऊर्जा उद्योग के "डी-रेयर अर्थकरण" के लिए एक महत्वपूर्ण मोड़ भी है। ठोस-राज्य बैटरी और सोडियम-आयन बैटरी जैसी प्रौद्योगिकियों के समानांतर विकास के साथ, कॉपर लचीले लचीले कनेक्टर्स जैसे घटकों के तकनीकी नवाचार उद्योग प्रतियोगिता का एक नया फोकस बन जाएगा। यह तकनीकी क्रांति 21 वीं सदी में ऊर्जा अर्थव्यवस्था के परिदृश्य को फिर से परिभाषित कर रही है।