जिंक-एयर बैटरी तकनीक पर शोध

जिंक-एयर बैटरी एक धातु-वायु बैटरी है। इसमें जस्ता धातु का एनोड और हवा से ऑक्सीजन लेने वाला कैथोड होता है। सेल को आसपास की हवा से ऑक्सीजन मिलती है।

इसमें खास क्या है?

• ज़्यादातर बैटरियाँ अपना ऑक्सीकारक सेल के अंदर रखती हैं।
• जिंक-एयर सेल ऑक्सीकारक को अंदर नहीं रखता।
• बाहर से ऑक्सीजन लेने पर जस्ते के लिए ज़्यादा जगह बचती है।
• इसीलिए इस बनावट से कम वज़न में ज़्यादा ऊर्जा मिलने की उम्मीद है।

याद रखने का आसान तरीका क्या है?

याद रखें: “जस्ता अंदर, ऑक्सीजन बाहर”।

हवा की ऑक्सीजन कैथोड से अंदर आती है। एनोड पर जस्ते का ऑक्सीकरण होता है। दोनों अभिक्रियाओं से विद्युत धारा पैदा होती है।

सेल को क्या चाहिए?

• एक वायु कैथोड, जो ऑक्सीजन को अंदर आने दे।
• जस्ते का एक एनोड।
• एक विद्युत अपघट्य, जो आम तौर पर पानी में पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड का घोल होता है।

इसे पूरी तरह बंद क्यों नहीं कर सकते?

थोड़ी हवा का अंदर आना ज़रूरी है। इसलिए जिंक-एयर सेल को पूरी तरह बंद होल्डर में नहीं रखा जा सकता।

याद रखने का आसान तरीका क्या है?

याद रखें: “हवा नहीं, तो बिजली नहीं”।

आज आम तौर पर मिलने वाले जिंक-एयर सेल दोबारा चार्ज नहीं किए जा सकते। ये एक बार इस्तेमाल होने वाली बैटरियाँ हैं।

इनका आम उपयोग कहाँ होता है?

• छोटे बटन सेल सुनने की मशीनों को बिजली देते हैं।
• बड़े सेल का उपयोग कैमरों में किया गया है।
• अब शोध का लक्ष्य दोबारा चार्ज किए जा सकने वाले जिंक-एयर सेल बनाना है।

याद रखने का आसान तरीका क्या है?

याद रखें: “आज सुनने की मशीन, कल दोबारा चार्ज होने वाली बैटरी”।

जिंक-एयर सेल आसपास के वातावरण से प्रभावित होते हैं। मौसम और हवा की गुणवत्ता बदलने पर उनके काम करने का तरीका भी बदलता है।

क्या गड़बड़ी होती है?

• गर्म, शुष्क हवा इलेक्ट्रोलाइट को सुखा देती है।
• बहुत नम हवा से कैथोड में पानी भर जाता है।
• पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड हवा में मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड से अभिक्रिया करता है।
• इस अभिक्रिया से कार्बोनेट बनता है और विद्युत चालकता घटती है।

याद रखने का आसान तरीका क्या है?

याद रखें: “बहुत सूखा, बहुत गीला, बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड”।

CSIR-CMERI दुर्गापुर में स्थित केंद्रीय यांत्रिक अभियांत्रिकी अनुसंधान संस्थान (Central Mechanical Engineering Research Institute) है। इसकी टीम ने अत्यधिक ठंड के लिए जिंक-एयर बैटरी बनाई।

इसमें नया क्या है?

• नैनोकणों वाली कोबाल्ट और लौह-आधारित मिश्रधातुओं से बना प्रभावी कैथोड उत्प्रेरक।
• जमने से बचाने वाला इलेक्ट्रोलाइट।
• यह शून्य डिग्री सेल्सियस से नीचे भी काम करती रहती है।
• बैटरी को आसानी से कहीं भी ले जाया जा सकता है। यह लचीली और हल्की है।

याद रखने का आसान तरीका क्या है?

याद रखें: “CMERI, जमने से बचाव, शून्य से नीचे”।

दूरदराज की ऊँचाई वाली जगहों में ठंड होती है और सामान्य बैटरियाँ वहाँ ठीक से काम नहीं कर पातीं। ठंड में काम करने वाली बैटरी सैनिकों और स्थानीय लोगों के उपकरणों को बिजली दे सकती है।

इसका उपयोग कौन कर सकता है?

• कठिन और अलग-थलग इलाकों में तैनात सशस्त्र बल।
• हिमालय जैसे दूरदराज के ऊँचाई वाले क्षेत्रों में रहने वाले लोग।
• आम उपभोक्ता भी, क्योंकि यह हल्की और लचीली है।

लिथियम-आयन के अलावा दूसरे विकल्प क्यों खोजें?

लिथियम-आयन सेलों में कैथोड की सामग्री भारी होती है और ऊर्जा घनत्व सीमित होता है। मेटल-एयर बैटरियाँ जिंक जैसी हल्की धातुओं का उपयोग करती हैं।

याद रखने का आसान तरीका क्या है?

याद रखें: “ठंडी जगह, सैनिक और ग्रामीण, हल्की धातु”।

चार बातों को लेकर बार-बार भ्रम होता है।

किन बातों पर ध्यान दें?

• ऑक्सीकारक कहाँ से आता है? यह हवा से आता है, किसी टैंक से नहीं।
• कौन-सा संस्थान? दुर्गापुर का CSIR-CMERI, कोई DRDO प्रयोगशाला नहीं।
• किस तरह का उपयोग? दोहरा उपयोग: नागरिक और रक्षा, दोनों के लिए।
• किस प्रकार के सेल? आज सबसे अधिक प्रचलित जिंक-एयर सेल एक बार इस्तेमाल किए जाते हैं।

इन्हें कैसे याद रखें?

याद रखें: “हवा अंदर, CMERI, दोनों उपयोगकर्ता, एक बार उपयोग”।