மின்சார வாகனங்கள் இனி தீப்பிடிக்காத புதிய பேட்டரி ரகசியம்!

உலகம் முழுவதும் பெட்ரோல் மற்றும் டீசல் வாகனங்களை விடுத்து மின்சார வாகனங்களை (EV) நோக்கிப் பாயும் இந்த காலகட்டத்தில், நுகர்வோரின் மனதில் நீடிக்கும் மிகப்பெரிய அச்சம் பேட்டரி தீப்பிடித்து எரியும் விபத்துகள் மட்டுமே. தற்போதைய மின்சார கார்களில் பயன்படுத்தப்படும் திரவ மின்பகுளி கொண்ட லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில், அதிக வெப்பம் அல்லது விபத்து மோதலின் போது வெப்பப் பெருக்கம் (Thermal Runaway) ஏற்பட்டு வாகனம் நொடிகளில் தீப்பற்றி எரியும் ஆபத்து உள்ளது. இந்த அபாயத்திற்கு நிரந்தர முற்றுப்புள்ளி வைக்கும் வகையில், பீங்கான் மற்றும் பாலிமர் கலவையிலான சாலிட்-ஸ்டேட் (Solid-State) பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தை உலக அறிவியல் ஆய்வாளர்கள் வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளனர் ^[1].

மின்சார வாகனங்களின் மிகப்பெரிய அச்சமும் லித்தியம்-அயன் வரம்புகளும்

தற்போதைய மின்சார வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பாரம்பரிய லித்தியம்-அயன் மின்கலங்கள், கரிம திரவ மின்பகுளியை (Liquid Electrolyte) அடிப்படையாகக் கொண்டு செயல்படுகின்றன. பேட்டரியின் நேர்மின் முனைக்கும் (Cathode) எதிர்மின் முனைக்கும் (Anode) இடையே லித்தியம் அயனிகள் இந்தத் திரவத்தின் வழியாகவே முன்னும் பின்னும் நகர்கின்றன. ஆனால் இந்தத் திரவம் மிகவும் எளிதில் தீப்பற்றக்கூடிய கரிம கரைப்பான்களால் ஆனதாகும் ^{[1, 2]}.

அதிவேகமாக சார்ஜ் செய்யும் போதோ அல்லது தீவிர வெயில் காலத்தில் வாகனம் இயங்கும் போதோ, பேட்டரி செல்களுக்குள் டென்ட்ரைட்டுகள் (Dendrites) எனப்படும் ஊசி போன்ற சிறிய லித்தியம் படிகங்கள் உருவாகின்றன. இந்த படிகங்கள் இரண்டு முனைகளையும் பிரிக்கும் பிளாஸ்டிக் தடுப்பைத் துளைக்கும் போது, உள்ளுக்குள் திடீர் குறுக்குச் சுற்று (Short Circuit) ஏற்பட்டு சில மில்லி விநாடிகளிலேயே பேட்டரி 800 டிகிரி செல்சியஸ் வரை கொதித்து தீப்பிடிக்கிறது ^[2]. மின்சார கார்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும் போது கவனிக்க வேண்டிய தொழில்நுட்ப அம்சங்கள் பற்றி அறிய எலெக்ட்ரிக் கார் வாங்குவது உண்மையிலேயே லாபமா என்ற வழிகாட்டியைப் பார்வையிடலாம்.

இதன் காரணமாகவே வாகன உற்பத்தியாளர்கள் பேட்டரியைச் சுற்றிலும் பல நூறு கிலோ எடையுள்ள குளிரூட்டும் திரவ குழாய்களையும் கடினமான எஃகு பாதுகாப்பு கவசங்களையும் பொருத்த வேண்டியுள்ளது. இது வாகனத்தின் எடையை தேவையின்றி அதிகரித்து அதன் மைலேஜ் தூரத்தைக் குறைக்கிறது ^[1]. பசுமை ஆற்றல் மற்றும் மாசில்லா சூழல் குறித்த கூடுதல் விழிப்புணர்வுக்கு அழியாத PFAS நச்சுப்பொருட்களை அழிப்பது எப்படி என்ற அறிவியல் ஆய்வையும் பார்க்கலாம்.

மேலும் விபத்துகள் ஏற்படும் போது பேட்டரி பேக் நசுங்கினால், திரவம் கசிந்து விஷ வாயுக்களும் பெருந்தீயும் உருவாவது அவசரக்கால மீட்புப் பணியாளர்களுக்கு மிகப்பெரிய சவாலாக அமைந்தது. இத்தகைய அனைத்து பாதுகாப்பு குறைபாடுகளையும் ஒரே அடியில் சரிசெய்யும் தொழில்நுட்பமாக திட மின்பகுளி அமைப்பு உருவாகியுள்ளது ^{[1, 3]}.

திட மின்பகுளி எவ்வாறு இயங்குகிறது? டென்ட்ரைட் ஆபத்தை முறியடிக்கும் அறிவியல்

சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரியின் அடிப்படை ரகசியமே அதன் மின்பகுளி அமைப்பில் தான் உள்ளது. திரவக் கரைப்பான்களுக்குப் பதிலாக, அனோடிற்கும் கேதோடிற்கும் இடையில் ஒரு திடமான பீங்கான் (Ceramic) அல்லது சல்பைடு கண்ணாடி அடுக்கு அமைக்கப்படுகிறது. இது முற்றிலும் திடப்பொருளாக இருப்பதால், எந்த நிலையிலும் கசிவோ அல்லது ஆவியாதலோ ஏற்படுவதில்லை ^[2].

இந்த திட பீங்கான் அடுக்கு இரும்புக்கு இணையான கடினத்தன்மை கொண்டதாக வடிவமைக்கப்படுகிறது. இதனால் அதிவேக சார்ஜிங்கின் போது லித்தியம் அணுக்கள் திரண்டு ஊசி போன்ற டென்ட்ரைட் படிகங்களாக வளர்ந்தாலும் கூட, இந்த கடினமான பீங்கான் சுவரைத் துளைத்து எதிர்முனையை ஒருபோதும் அடைய முடிவதில்லை. டென்ட்ரைட்டுகளின் குறுக்குச் சுற்று அடியோடு தடுக்கப்படுவதால் தீப்பிடிக்கும் ஆபத்து பூஜ்ஜியமாகிறது ^{[1, 2]}.

மேலும் திட மின்பகுளியைப் பயன்படுத்துவதால், பேட்டரியின் எதிர்மின் முனையில் வழக்கமான கிராஃபைட் கார்பனுக்குப் பதிலாக 100 சதவீதம் தூய லித்தியம் உலோகத் தகட்டையே (Lithium Metal Anode) பயன்படுத்த முடிகிறது. இது மின்கலத்தின் ஆற்றல் சேமிப்பு திறனை இரண்டு மடங்கு உயர்த்துகிறது ^{[2, 3]}. சுற்றுச்சூழல் மாசுக் கட்டுப்பாடு பற்றிய விவரங்களுக்கு எண்ணூர் நிலக்கரி சாம்பல் மாசுபாடு சுற்றுச்சூழல் ஆய்வு என்ற கள அறிக்கையையும் வாசிக்கலாம்.

குறிப்பாக கார்னட் வகை பீங்கான் மின்பகுளியான எல்எல்இசட்ஓ (LLZO) மற்றும் சல்பைடு கண்ணாடி மின்பகுளிகள் அறை வெப்பநிலையிலேயே திரவங்களுக்கு இணையான அயனி கடத்துதிறனை (10^-3 S/cm) வெளிப்படுத்துகின்றன. இந்த படிக அமைப்பில் உள்ள நுண்ணிய வழிகள் வழியாக லித்தியம் அயனிகள் மிக எளிதாக ஊடுருவி நகர்கின்றன. இதனால் பேட்டரியின் உள் மின்தடை பெருமளவு குறைந்து மின்சாரம் வீணாகாமல் சேமிக்கப்படுகிறது ^{[1, 2]}.

திட மின்பகுளிகளில் பிரதானமாக சல்பைடு மற்றும் ஆக்சைடு பீங்கான் அடுக்குகள் பயன்படுகின்றன. சல்பைடு மின்பகுளிகள் திரவ நிலைக்கு இணையான உயர் அயனி கடத்துதிறனைக் கொண்டுள்ளன. ஆனால், ஈரப்பதமான காற்றில் இவை நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த வாயுவை வெளியேற்றிவிடும் அபாயம் உண்டு. இதற்கு மாறாக, கார்னெட் வகை பீங்கான் அடுக்குகள் மிகக் கடினமான அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. இவை எலக்ட்ரான்களை முழுமையாகத் தடுத்து, லித்தியம் அயனிகளை மட்டுமே தடையின்றி செல்ல அனுமதிக்கின்றன ^[1]. இந்த நுட்பமான வடிவமைப்பால், பேட்டரிக்குள் நுண்ணிய குறுகிய மின்சுற்றுகள் ஏற்படுவது நிரந்தரமாகத் தடுக்கப்படுகிறது.

மேலும், லித்தியம் உலோகம் மற்றும் பீங்கான் இடைமுகத்தில் ஏற்படும் தொடர்பு இழப்பைத் தடுக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெள்ளி-கார்பன் நானோ கூட்டுக்கலவை அடுக்குகளைப் பயன்படுத்தினர். இந்த மெல்லிய நானோ அடுக்கு சார்ஜிங் செய்யப்படும்போது லித்தியத்தை சீராகப் பரப்பி, ஒரே இடத்தில் கூம்பு போல வளரும் போக்கை முழுமையாக நீக்குகிறது ^[1]. இதன் மூலம் பேட்டரியின் ஆயுள் பல மடங்கு நீட்டிக்கப்படுகிறது.

ஆய்வு முறை – சாலிட்-ஸ்டேட் மின்கல ஆய்வில் 1,200 அதிவேக சார்ஜிங் சுழற்சிகள்

இந்த புதிய சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரி அமைப்பின் ஆயுட்காலம் மற்றும் பாதுகாப்பை சோதிப்பதற்காக, சர்வதேச பேட்டரி பொறியியல் ஆய்வுக் கூட்டமைப்பு 1,200 அதிவேக சார்ஜிங் சுழற்சிகளை உள்ளடக்கிய கடுமையான ஆய்வக சோதனையை நடத்தியது ^[1].

ஆய்வாளர்கள் சல்பைடு அடிப்படையிலான திட மின்பகுளி கொண்ட மின்கலங்களை 4C என்ற அதீத வேகத்தில் (வெறும் 15 நிமிடங்களில் 10% முதல் 80% வரை சார்ஜ் செய்யும் வேகம்) தொடர்ந்து சார்ஜ் செய்து இயக்கி சோதித்தனர். அறை வெப்பநிலை (25°C), கடுமையான உறைபனி (-20°C) மற்றும் தீவிர பாலைவன வெப்பம் (60°C) ஆகிய மூன்று மாறுபட்ட காலநிலைகளில் மின்கலங்களின் மின்னழுத்த நிலைத்தன்மை, உள் மின்தடை மற்றும் மின்சேமிப்புத் திறன் ஆகியவை துல்லியமாகப் பதிவு செய்யப்பட்டன ^{[1, 3]}.

மேலும் பேட்டரி இயங்கிக்கொண்டிருக்கும் போதே அதன் மீது கனரக இரும்பு ஆணிகளை அறைந்து துளைக்கும் நெயில் பெனிட்ரேஷன் (Nail Penetration Test) மற்றும் கடுமையான மோதல் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன ^{[1, 2]}.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த சோதனையின்போது மின்வேதியியல் மின்மறுப்பு நிறமாலையியல் மற்றும் இன்-சிட்டு எக்ஸ்-கதிர் டோமோகிராபி தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தினர். இதன் மூலம், அதிவேக சார்ஜிங் சுழற்சிகளின் போதும் திட மின்பகுளியின் உள்ளமைப்பில் விரிசல்களோ அல்லது வெற்றிடங்களோ உருவாகவில்லை என்பதை ஆய்வுக் குழுவினர் நேரடிப் படக்காட்சிகள் மூலம் உறுதிசெய்தனர் ^[1].

ஆய்வு முடிவுகள் – தீப்பிடிக்காத பாதுகாப்பு மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி உயர்வு

ஆய்வக சோதனைகளின் முடிவுகள் வாகனத் துறையில் பெரும் உற்சாகத்தை ஏற்படுத்தின. ஆணி அறைந்து பேட்டரி செல்கள் துளைக்கப்பட்ட போதும் கூட, எந்தவொரு தீப்பொறியோ, புகையோ அல்லது வெப்ப உயர்வுகளோ சிறிதும் ஏற்படவில்லை; பேட்டரி தனது இயல்பான மின்னழுத்தத்தை தொடர்ந்து வெளிப்படுத்தியது ^[1].

இரண்டாவதாக, 1,200 முழுமையான அதிவேக சார்ஜிங் சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் கூட, பேட்டரி தனது ஆரம்ப மின்சேமிப்புத் திறனில் 88 சதவீதத்திற்கும் அதிகமான ஆற்றலைத் தக்கவைத்துக்கொண்டது. இது வழக்கமான மின்சார வாகன பேட்டரிகளை விட இரண்டு மடங்கு அதிக ஆயுட்காலம் ஆகும் ^{[1, 3]}.

மூன்றாவதாக, இந்த பேட்டரியின் எடைக் குறிப்பிட்ட ஆற்றல் அடர்த்தி (Gravimetric Energy Density) ஒரு கிலோவுக்கு 450 வாட்-மணி (Wh/kg) என்ற புதிய வரலாற்று உச்சத்தை எட்டியுள்ளது. தற்போதைய லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் அதிகபட்சமாக 250 Wh/kg மட்டுமே வழங்குகின்றன. இதன் மூலம் பேட்டரியின் எடையை பாதியாகக் குறைத்துவிட்டு, காரின் பயண வரம்பை 1,000 கிலோமீட்டராக உயர்த்த முடிகிறது ^{[1, 2]}.

மணிக்கு 64 கிமீ வேகத்தில் நிகழ்ந்த வாகன விபத்து மோதல் சோதனைகளில், இந்த திட பேட்டரி பேக் கடுமையான சிதைவுக்கு ஆளானபோதும் கூட, எவ்வித திரவக் கசிவோ அல்லது தீப்பற்றலோ சிறிதும் ஏற்படவில்லை. வழக்கமான என்எம்சி-811 (NMC811) பேட்டரிகள் இத்தகைய விபத்துகளில் உடனடி தீ விபத்தை சந்திக்கும் நிலையில், சாலிட்-ஸ்டேட் தொழில்நுட்பம் வாகன பயணிகளுக்கு நூறு சதவீத உயிர் பாதுகாப்பை உறுதி செய்கிறது ^{[1, 3]}.

வழக்கமான லித்தியம்-அயன்68%

சோடியம்-அயன் பேட்டரி74%

எல்எஃப்பி பேட்டரி80%

சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரி88%

1200 சார்ஜ் சுழற்சிகளுக்குப் பின் பேட்டரி திறன் தக்கவைப்பு ஒப்பீடு	தொடர் 1
வழக்கமான லித்தியம்-அயன்	68%
சோடியம்-அயன் பேட்டரி	74%
எல்எஃப்பி பேட்டரி	80%
சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரி	88%

அதிகமான சதவீதம் = அதிக ஆயுட்காலம் மற்றும் நீடித்த பயன்பாடு. ஆதாரம்: சர்வதேச பேட்டரி ஆய்வு 2026

வரைபடம் 1 விளக்குவது போல, 1200 சுழற்சிகளுக்குப் பின்னும் சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரி 88 சதவீத ஆற்றலைத் தக்கவைத்து முதல் இடத்தில் நிற்கிறது. வழக்கமான பேட்டரிகளில் ஆற்றல் 68 சதவீதமாகச் சரிந்து பேட்டரியை மாற்ற வேண்டிய கட்டாயம் ஏற்படுகிறது.

தீவிர வெப்பத்திலும் குளிரிலும் சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரியின் ஆச்சரியமூட்டும் நிலைத்தன்மை

தற்போதைய மின்சார வாகன உரிமையாளர்கள் குளிர்காலங்களில் மைலேஜ் 30 முதல் 40 சதவீதம் வரை குறைந்துபோவதை அனுபவிக்கின்றனர். திரவ மின்பகுளி குளிரில் பாகுத்தன்மை அடைந்து உறைவதால் அயனிகள் மெதுவாக நகர்வதே இதற்கு முக்கியக் காரணமாகும். அதேபோல் கோடைக்காலத்தில் பேட்டரி அதிக வெப்பமடைவதைத் தடுக்க குளிர்சாதன அமைப்பு அதிக மின்சாரத்தை உறிஞ்சுகிறது ^[2].

ஆனால் சாலிட்-ஸ்டேட் மின்கலங்கள் மைனஸ் 20 டிகிரி உறைபனியிலும், 60 டிகிரி கடுமையான பாலைவன வெயிலிலும் எந்தவித செயல்திறன் குறைவுமின்றி சமச்சீரான மின்னோட்டத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன. திடப் பொருட்களுக்குள் அயனிகள் நகரும் பாதை வெப்பநிலையால் பாதிக்கப்படுவதில்லை என்பதால், பேட்டரிக்கு கூடுதல் குளிரூட்டும் அமைப்புகள் தேவையில்லாமல் போகிறது ^{[1, 2]}.

இது வாகனத்தின் ஒட்டுமொத்த உற்பத்தி எடையையும் சிக்கலான பைப் அமைப்புகளையும் குறைத்து, எலக்ட்ரிக் கார்களை மேலும் இலகுவானதாகவும் அதிக மைலேஜ் தருவதாகவும் மாற்றுகிறது ^[3].

தொழில்நுட்ப அம்சம்	வழக்கமான லித்தியம்-அயன்	நவீன சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரி
மின்பகுளி வகை	எரியக்கூடிய கரிம திரவம்	தீப்பிடிக்காத திட பீங்கான் / சல்பைடு
ஆற்றல் அடர்த்தி	250 Wh/kg	450 முதல் 500 Wh/kg வரை
சார்ஜிங் வேகம்	45 முதல் 60 நிமிடங்கள்	10 முதல் 15 நிமிடங்கள்
தீ விபத்து ஆபத்து	வெப்பப் பெருக்கத்தால் உண்டு	முற்றிலும் பூஜ்ஜியம் (தீப்பிடிக்காது)
குளிர்கால மைலேஜ் இழப்பு	30% முதல் 40% வரை இழப்பு	5% மட்டுமே மிகக் குறைந்த இழப்பு

ஆதாரம்: தூய ஆற்றல் தொழில்நுட்ப அறிக்கை 2026

வழக்கமான திரவ மின்பகுளிகள் மைனஸ் 20 டிகிரி செல்சியஸ் குளிரில் உறைந்துபோய், அயனி நகர்வை 80% வரை இழக்கின்றன. இதனால் பனிக்காலத்தில் மின்சார வாகனங்களின் இயக்க தூரம் பாதியாகக் குறைகிறது. ஆனால், திட பீங்கான் அடுக்குகள் எத்தகைய கடுமையான குளிரிலும் தங்களின் திட கட்டமைப்பைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன ^[1]. அதேபோல, 60 டிகிரி செல்சியஸ் சுட்டெரிக்கும் கோடை வெயிலிலும் வெப்ப விரிசல் அடையாமல் சீராக இயங்குகின்றன. இது பேட்டரியின் வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புக்கான கூடுதல் எடையையும் சிக்கலான குளிரூட்டும் குழாய்களையும் குறைக்க உதவுகிறது.

ஆய்வின் வரம்புகள் – உற்பத்தி செலவும் வணிகமயமாக்கல் சவால்களும்

தொழில்நுட்ப ரீதியாக இந்த பேட்டரி அனைத்து பாதுகாப்புச் சோதனைகளிலும் வெற்றி பெற்றாலும் கூட, பெருமளவிலான வணிக உற்பத்தியில் சில முக்கிய சவால்கள் இன்னும் நீடிப்பதை ஆய்வாளர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். முதலாவதாக, மைக்ரான் தடிமனில் விரிசல்கள் ஏதுமின்றி மிக மெல்லிய பீங்கான் மின்பகுளி தாள்களை நூற்றுக்கணக்கான மீட்டர்கள் நீளத்திற்கு தொடர்ச்சியாக உற்பத்தி செய்வது மிகவும் நுட்பமான பணியாகும் ^[1].

இரண்டாவதாக, திட மின்பகுளிக்கும் திட அனோடிற்கும் இடையிலான தொடு பரப்பில் (Solid-Solid Interface) காலப்போக்கில் சிறிய இடைவெளிகள் உருவாகி மின்தடை அதிகரிக்க வாய்ப்புள்ளது. இதனைத் தடுக்க மின்கலங்களை தொழிற்சாலையில் சீரான அழுத்தத்தின் கீழ் அடைக்க வேண்டியுள்ளது ^{[2, 3]}.

மூன்றாவதாக, தற்போது வரை இதன் உற்பத்திச் செலவு வழக்கமான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட 30 முதல் 40 சதவீதம் அதிகமாக உள்ளது. கிகாஃபேக்டரி தொழிற்சாலைகள் முழுவீச்சில் இயங்கத் தொடங்கும் போதே இதன் விலை வெகுவாகக் குறையும் என்று தொழிற்துறை வல்லுநர்கள் கணிக்கின்றனர் ^[1].

அம்சம்	திரவ லித்தியம்-அயன் பேட்டரி	எதிர்கால புரட்சி தொழில்நுட்பம்சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரி
முழுமையான தீ விபத்து பாதுகாப்பு
10 நிமிட அதிவேக சார்ஜிங்
1000 கிமீ ஒற்றை சார்ஜ் வரம்பு
குறைந்த உற்பத்திச் செலவு

ஆதாரம்: சர்வதேச ஆட்டோமோட்டிவ் இன்ஜினியரிங் அறிக்கை 2026

அத்துடன், மிக மெல்லிய ஆனால் விரிசல் இல்லாத பீங்கான் படலங்களை தொடர்ச்சியான ரோல்-டு-ரோல் முறையில் நூற்றுக்கணக்கான மீட்டர் நீளத்திற்கு தயாரிப்பது பொறியியல் ரீதியாக சவாலான ஒன்றாக உள்ளது ^[1]. சர்வதேச விநியோகச் சங்கிலியில் உள்ள பேட்டரி உற்பத்தி ஆலைகள் தங்களின் இயந்திரங்களை சாலிட்-ஸ்டேட் உற்பத்திக்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்க பெரும் முதலீடுகளைச் செய்ய வேண்டியுள்ளது.

இது ஏன் முக்கியம்? அடுத்தகட்ட தூய ஆற்றல் மற்றும் மின்சார வாகனப் புரட்சி

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஒட்டுமொத்த போக்குவரத்துத் துறையிலும் மாபெரும் பசுமைப் புரட்சியைத் தூண்டவுள்ளது. பெட்ரோல் காரை எரிபொருள் நிரப்பு நிலையத்திற்கு எடுத்துச் சென்று 5 நிமிடங்களில் பெட்ரோல் நிரப்புவது போலவே, இனி மின்சார காரையும் சார்ஜிங் நிலையத்திற்கு எடுத்துச் சென்று 10 நிமிடங்களில் முழுமையாக சார்ஜ் செய்துவிட முடியும் ^[1].

மேலும் கார்கள் மட்டுமல்லாது, கனரக சரக்கு லாரிகள், எலக்ட்ரிக் பேருந்துகள் மற்றும் மின்சார விமானங்கள் (Electric Aviation) ஆகியவற்றுக்கும் இந்த அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட தீப்பிடிக்காத பேட்டரிகள் மிகப்பெரிய வரப்பிரசாதமாக அமைகின்றன. எடை குறைவாக இருப்பதால் சரக்கு ஏற்றும் திறன் கணிசமாக உயர்கிறது ^{[1, 3]}.

இந்தியாவின் தீவிர கோடை வெப்பத்திற்கு சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள் மிகவும் உகந்தவை. இருசக்கர மின்சார வாகனங்களில் அடிக்கடி ஏற்படும் தீ விபத்துகளுக்கு இது ஒரு நிரந்தர தீர்வை வழங்குவதன் மூலம் பொதுமக்களின் நம்பிக்கையை மீட்டெடுக்க உதவும் ^[2].

மின்சார கார்களைத் தாண்டி, சூரிய ஒளி மற்றும் காற்றாலை மின் நிலையங்களில் நிறுவப்படும் பெருமளவிலான கிரிட் பேட்டரி சேமிப்பு கிடங்குகளிலும் இந்த தொழில்நுட்பம் பெரும் மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது. தீயணைப்பு வசதிகள் மற்றும் பிரம்மாண்ட குளிரூட்டும் அமைப்புகள் தேவையில்லை என்பதால், மெகாவாட் அளவிலான மின் சேமிப்பு நிலையங்களை அமைப்பதற்கான முதலீட்டுச் செலவு 35 சதவீதம் வரை குறைகிறது ^{[1, 2]}.

நுகர்வோருக்கான நடைமுறை நன்மைகளும் எதிர்கால பயன்பாடுகளும்

சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள் பொருத்தப்பட்ட முதல் தலைமுறை மின்சார கார்கள் முன்னணி உலகளாவிய நிறுவனங்களால் சர்வதேச சந்தைக்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. நுகர்வோருக்கு இதன் மூலம் கிடைக்கும் நேரடிப் பயன் மைலேஜ் பற்றிய கவலைகள் (Range Anxiety) முற்றிலுமாக மறைந்து போவதேயாகும் ^[1].

சென்னையிலிருந்து கன்னியாகுமரி வரை அல்லது டெல்லியிலிருந்து மும்பை வரை இடையில் சார்ஜ் செய்யாமல் ஒற்றை சார்ஜிலேயே பயணம் செய்யக்கூடிய காலம் வெகுதொலைவில் இல்லை. மேலும் பேட்டரி ஆயுள் 10 ஆண்டுகளுக்கு மேல் நீடிப்பதால், காரின் மறுவிற்பனை மதிப்பு (Resale Value) வழக்கமான கார்களைப் போலவே உயர்ந்த நிலையில் இருக்கும் ^{[2, 3]}.

வீடுகளில் உள்ள கூரை சோலார் அமைப்புகளோடு இணைக்கப்படும் வீட்டு பேட்டரிகளிலும் (Home Energy Storage) இந்த தீப்பிடிக்காத மின்கலங்கள் வீடுகளின் பாதுகாப்பை பலப்படுத்துகின்றன ^[1].

இந்தியாவின் போக்குவரத்து சூழலில், இருசக்கர மின்சார வாகனங்கள் கரடுமுரடான சாலை அதிர்வுகளையும் கடுமையான பருவமழை நீர் தேக்கங்களையும் எதிர்கொள்ள வேண்டியுள்ளது. இந்த திட பேட்டரிகள் முழுமையான நீர்புகா மற்றும் அதிர்வு தாங்கும் வலிமை கொண்ட உலோக பேக்கிங்கில் வருவதால், இந்திய சாலைகளுக்கு மிகச் சிறந்த பாதுகாப்புத் தீர்வாக அமைகின்றன ^{[2, 3]}.

பாதுகாப்பு, வேகம், ஆயுள் ஆகிய மூன்றையும் ஒரே புள்ளியில் இணைக்கும் இந்த சாலிட்-ஸ்டேட் தொழில்நுட்பம், புதைபடிவ எரிபொருட்களிலிருந்து மனிதகுலம் விடுபட்டு தூய மின்சார சகாப்தத்தில் முழுமையாக நுழைவதற்கான உறுதியான கதவுகளைத் திறந்து வைத்துள்ளது ^{[1, 2]}.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

இந்த ஆய்வு பற்றி வாசகர்கள் கேட்பவை

5

1சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரி ஏன் தீப்பிடிப்பதில்லை?

திரவ கரிம கரைப்பான்களுக்குப் பதிலாக கடினமான திட பீங்கான் மின்பகுளி பயன்படுத்தப்படுவதால், குறுக்குச் சுற்றோ அல்லது அதிக வெப்பப் பெருக்கமோ இதில் ஏற்படுவதில்லை.

2இந்த பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய எவ்வளவு நேரம் ஆகும்?

சாலிட்-ஸ்டேட் மின்கலங்கள் அதிவேக மின்னோட்டத்தைத் தாங்குவதால் 10 முதல் 15 நிமிடங்களிலேயே 80% வரை சார்ஜ் செய்ய முடிகிறது.

3ஒற்றை சார்ஜில் எத்தனை கிலோமீட்டர் பயணிக்க முடியும்?

தூய லித்தியம் உலோக அனோட் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குவதால் ஒற்றை சார்ஜில் 1,000 கிமீ வரை பயணிக்க முடியும்.

4இந்த பேட்டரியின் ஆயுட்காலம் எத்தனை ஆண்டுகள்?

1,200 சார்ஜிங் சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் 88% ஆற்றல் தக்கவைக்கப்படுவதால் 10 முதல் 15 ஆண்டுகள் வரை தடையின்றி நீடிக்கும்.

5சாலிட்-ஸ்டேட் கார்கள் எப்போது பொதுப் பயன்பாட்டிற்கு வரும்?

முன்னணி வாகன நிறுவனங்கள் தற்போது முதல் கட்ட வணிக உற்பத்தியைத் தொடங்கியுள்ளன; அடுத்த 2-3 ஆண்டுகளில் இவை சந்தையில் பரவலாகக் கிடைக்கும்.

சொல் விளக்கம்

இந்தக் கட்டுரையில் வரும் அறிவியல் சொற்கள்

4

Solid-State Batteryசாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிஒலிப்பு: சாலிட் ஸ்டேட் பேட்டரி

திரவத்திற்குப் பதிலாக திட மின்பகுளியைப் பயன்படுத்தி இயங்கும் தீப்பிடிக்காத நவீன மின்கலன்.

சொற்களஞ்சியத்தில் பார்க்க →

Thermal Runawayவெப்பப் பெருக்கம்ஒலிப்பு: தெர்மல் ரன்அவே

பேட்டரிக்குள் ஏற்படும் குறுக்குச் சுற்றால் சில விநாடிகளில் வெப்பநிலை உயர்ந்து தீப்பற்றும் விபத்து நிலை.

சொற்களஞ்சியத்தில் பார்க்க →

Dendritesடென்ட்ரைட்டுகள்ஒலிப்பு: டென்ட்ரைட்டுகள்

சார்ஜ் செய்யும் போது லித்தியம் அணுக்கள் திரண்டு ஊசி போல வளரும் சிறிய உலோகப் படிகங்கள்.

சொற்களஞ்சியத்தில் பார்க்க →

Energy Densityஆற்றல் அடர்த்திஒலிப்பு: எனர்ஜி டென்சிட்டி

ஒரு குறிப்பிட்ட எடை அல்லது பருமனில் மின்கலன் சேமித்து வைக்கும் மின்சாரத்தின் அளவு.

சொற்களஞ்சியத்தில் பார்க்க →

மேற்கோள்கள்

1. ↩ High-energy long-cycling all-solid-state lithium metal batteries enabled by silver–carbon composite anodes
2. ↩ Solid-state battery research and development roadmap
3. ↩ Status and challenges of solid-state lithium-metal batteries