پس منظر

لیتھیم آئن بیٹریاں 1990 کی دہائی سے ریچارج ایبل بیٹریوں کے طور پر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی رہی ہیں کیونکہ ان کی اعلیٰ الٹنے کی صلاحیت اور سائیکل کے استحکام کی وجہ سے۔ لیتھیم کی قیمت میں خاطر خواہ اضافے اور لیتھیم اور لیتھیم آئن بیٹریوں کے دیگر بنیادی اجزاء کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، لیتھیم بیٹریوں کے لیے اپ اسٹریم خام مال کی بڑھتی ہوئی کمی ہمیں موجودہ پرچر عناصر کی بنیاد پر نئے اور سستے الیکٹرو کیمیکل سسٹمز کو تلاش کرنے پر مجبور کر رہی ہے۔ . کم قیمت والی سوڈیم آئن بیٹریاں بہترین آپشن ہیں۔ سوڈیم آئن بیٹری تقریباً لتیم آئن بیٹری کے ساتھ مل کر دریافت کی گئی تھی لیکن اس کے بڑے آئن رداس اور کم صلاحیت کی وجہ سے لوگ لیتھیم بجلی کا مطالعہ کرنے کی طرف زیادہ مائل ہیں اور سوڈیم آئن بیٹری پر تحقیق تقریباً رک گئی ہے۔ حالیہ برسوں میں الیکٹرک گاڑیوں اور توانائی ذخیرہ کرنے کی صنعت کی تیزی سے ترقی کے ساتھ، سوڈیم آئن بیٹری، جس کی تجویز لیتھیم آئن بیٹری کے طور پر کی گئی تھی، نے دوبارہ لوگوں کو اپنی طرف متوجہ کیا ہے۔'کی توجہ.

عناصر کی متواتر جدول میں لتیم، سوڈیم اور پوٹاشیم تمام الکلی دھاتیں ہیں۔ ان کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات ایک جیسی ہیں اور تھیوری میں ثانوی بیٹری مواد کے طور پر استعمال کی جا سکتی ہیں۔ سوڈیم کے وسائل بہت امیر ہیں، زمین کی پرت میں وسیع پیمانے پر تقسیم کیے جاتے ہیں اور نکالنے میں آسان ہیں۔ لتیم کے متبادل کے طور پر، بیٹری کے میدان میں سوڈیم کو زیادہ سے زیادہ توجہ دی گئی ہے۔ بیٹریکارخانہ دارsجھگڑاسوڈیم آئن بیٹری کی ٹیکنالوجی روٹ شروع کرنے کے لیے۔نئی توانائی کے ذخیرے کی ترقی کو تیز کرنے کے بارے میں رہنمائی کی رائے, 14ویں پانچ سالہ منصوبہ کی مدت کے دوران توانائی کے میدان میں سائنسی اور تکنیکی جدت کا منصوبہ، اور14ویں پانچ سالہ منصوبہ کی مدت کے دوران توانائی کے نئے ذخیرے کی ترقی کے لیے عمل درآمد کا منصوبہنیشنل ڈویلپمنٹ اینڈ ریفارم کمیشن اور نیشنل انرجی ایڈمنسٹریشن کی طرف سے جاری کردہ اعلی کارکردگی توانائی ذخیرہ کرنے والی ٹیکنالوجیز جیسے سوڈیم آئن بیٹریوں کی نئی نسل تیار کرنے کا ذکر کیا ہے۔ صنعت اور انفارمیشن ٹیکنالوجی کی وزارت (MIIT) نے نئی بیٹریوں کو بھی فروغ دیا ہے، جیسے سوڈیم آئن بیٹریاں، نئی توانائی کی صنعت کی ترقی کے لیے بیلسٹ کے طور پر۔ سوڈیم آئن بیٹریوں کے لیے صنعتی معیارات بھی کام میں ہیں۔ یہ توقع کی جاتی ہے کہ جیسے جیسے صنعت سرمایہ کاری میں اضافہ کرتی ہے، ٹیکنالوجی پختہ ہوتی جاتی ہے اور صنعتی سلسلہ بتدریج بہتر ہوتا جاتا ہے، سوڈیم آئن بیٹری اعلیٰ لاگت کی کارکردگی کے ساتھ لیتھیم آئن بیٹری مارکیٹ کے حصے پر قابض ہونے کی امید ہے۔

سوڈیم آئن بیٹری بمقابلہ لتیم آئن بیٹری

• سوڈیم آئن بیٹری کے کاربن منفی الیکٹروڈ میں گریفائٹ کی نسبت کم لاگت اور ترمیم کی جگہ زیادہ ہوتی ہے۔
• سوڈیم آئن بیٹریوں کے مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے لیے ایلومینیم ورق کو موجودہ کلیکٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لیتھیم آئن بیٹریوں میں منفی صلاحیت کم ہوتی ہے اور ان میں تانبے کے ورق کا استعمال کرنا چاہیے جو خراب نہ ہو۔ دوسری طرف، سوڈیم آئن بیٹریاں ایک اعلی منفی صلاحیت رکھتی ہیں، اس لیے وہ سوڈیم کے ساتھ مرکب نہیں بنتی ہیں۔ ایلومینیم ورق وزن اور قیمت میں تانبے کے ورق سے کم ہے۔
• الیکٹرولائٹ میں، Na کی محلولیت⁺ لی کے مقابلے میں تقریباً 30 فیصد کم ہے۔⁺. تحلیل کی شرح زیادہ ہے، اور الیکٹروڈ - الیکٹرولائٹ انٹرفیس پر چارج کی منتقلی کی مزاحمت چھوٹی ہے، جو بہتر الیکٹروڈ ڈائنامکس فراہم کرتی ہے۔ لہذا، اعلی درجہ حرارت اور کم درجہ حرارت پر سوڈیم آئن چارج کی خارج ہونے والی شرح زیادہ ہے، اور کم درجہ حرارت کی کارکردگی بہترین ہے، اور یہ تیزی سے چارج کیا جا سکتا ہے.
• سوڈیم آئن بیٹریوں میں مثبت الیکٹروڈ مواد کا وسیع انتخاب ہوتا ہے۔ متواتر جدول کی پہلی قطار میں تقریباً تمام منتقلی دھاتی عناصر کو سوڈیم آئن بیٹریوں میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ Na کے درمیان بڑے سائز کے فرق کی وجہ سے ہے۔⁺ (رداس 0.102nm) اور ٹرانزیشن میٹل آئنز (رداس 0.05-0.07nm)، جو ان کی علیحدگی کے لیے موزوں ہے۔
• سوڈیم آئن بیٹری کی اندرونی مزاحمت لیتھیم آئن بیٹری سے زیادہ ہوتی ہے۔ شارٹ سرکٹ کی صورت میں، فوری حرارت کم ہوتی ہے، درجہ حرارت میں اضافہ سست ہوتا ہے اور تھرمل رن وے درجہ حرارت لیتھیم بیٹری سے زیادہ ہوتا ہے، اس لیے سوڈیم آئن بیٹری زیادہ محفوظ ہے۔
• سوڈیم آئن کا بڑا رداس جب اسے الیکٹروڈ مواد سے ہٹا دیا جاتا ہے تو مادی پھٹنے کا باعث بن سکتا ہے، اس طرح بیٹری کی مجموعی حرکی کارکردگی اور الیکٹروڈ کی سالمیت کو متاثر کرتا ہے۔
• سوڈیم میں معیاری الیکٹروڈ پوٹینشل بہت زیادہ ہے (لیتھیم سے 0.33V زیادہ)، جس کے نتیجے میں توانائی کی کثافت کم ہوتی ہے اور پاور سیکٹر میں لیتھیم آئن بیٹریوں کا مقابلہ کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔

تازہ ترین تحقیقی پیشرفت

حالیہ برسوں میں، سوڈیم آئن بیٹریوں پر ہونے والی تحقیق میں سوڈیم آئن بیٹریوں کے لیے جدید کوبالٹ فری کیتھوڈ مواد، سوڈیم آئن بیٹریوں کے مثبت الیکٹروڈ کے لیے کم لاگت والی پولیانیونک سلفیٹ، سوڈیم کے مثبت الیکٹروڈ میں استعمال ہونے والے نینو پی بی مرکبات شامل ہیں۔ آئن بیٹریاں، ممکنہ تجارتی ایپلی کیشنز کے لیے سوڈیم آئن بیٹریوں کے لیے نامیاتی اینوڈ مواد پر بنیادی تحقیق، سوڈیم آئن بیٹریوں کے لیے انوڈ مواد کے طور پر استعمال ہونے والے ٹن پر مبنی دھاتی آکسائیڈز اور سلفائڈز، سوڈیم آئن بیٹریوں میں جدید کاربن مواد کی نینو انجینیئرنگ، اور اطلاق۔ سوڈیم آئن بیٹریوں کے مطالعہ میں صورتحال کی خصوصیت میں پیشرفت۔ عام طور پر، یہ اب بھی ایک تحقیقی ہاٹ اسپاٹ ہے جس سے اعلی کارکردگی کے مثبت اور منفی الیکٹروڈ مواد کو بہتر بنانے میں ترمیم کے ذرائع، تیاری کے طریقوں کو بہتر بنانے اور سوڈیم آئن بیٹریوں کی مجموعی مسابقت کو بہتر بنانے کے لیے سوڈیم ذخیرہ کرنے کے طریقہ کار کو تلاش کرنا شامل ہے۔