ठोस अवस्था सोडियम बैटरियां लिथियम बैटरियों का एक आशाजनक विकल्प हैं।

वर्तमान शोध सोडियम को बैटरियों के लिए एक व्यवहार्य विकल्प के रूप में प्रस्तुत करता है, जो इसकी कमी और पर्यावरणीय प्रभाव को दूर करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।

Báo Khoa học và Đời sống•06/10/2025

शोधकर्ताओं ने एक पूर्णतः ठोस अवस्था वाली सोडियम बैटरी विकसित की है जो शून्य से नीचे के तापमान पर भी अपनी कार्यक्षमता बनाए रखती है। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित यह बैटरी लिथियम-आधारित बिजली उपकरणों की जगह ले सकती है।

शोधकर्ताओं ने यह भी बताया कि सोडियम एक सस्ता, प्रचुर मात्रा में उपलब्ध तथा कम हानिकारक विकल्प है, लेकिन उनके द्वारा निर्मित पूर्णतः ठोस अवस्था वाली बैटरियां वर्तमान में कमरे के तापमान पर ठीक से काम नहीं करती हैं।

ucsd-jacobsschool-2407-meng-lab-deysher-grayson-06232-8mp-1380px.jpg — इस शोध का नेतृत्व शिकागो विश्वविद्यालय के प्रिट्जकर स्कूल ऑफ मॉलिक्यूलर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर वाई. शर्ली मेंग ने किया।

इंजीनियरों ने सोडियम हाइड्रिडोबोरेट के अर्ध-स्थिर रूप को उस बिंदु तक गर्म किया जहाँ वह क्रिस्टलीकृत होने लगा, फिर क्रिस्टल संरचना को गतिज रूप से स्थिर करने के लिए उसे तेज़ी से ठंडा किया। यह एक व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त तकनीक है, लेकिन इसे पहले कभी किसी ठोस इलेक्ट्रोलाइट पर लागू नहीं किया गया था।

शोधकर्ताओं का कहना है कि यह परिचितता भविष्य में इस प्रयोगशाला नवाचार को वास्तविक उत्पाद में बदलने में मदद कर सकती है।

"यह सोडियम बनाम लिथियम का मामला नहीं है, हमें दोनों की ज़रूरत है," शिकागो विश्वविद्यालय के प्रिट्ज़कर स्कूल ऑफ़ मॉलिक्यूलर इंजीनियरिंग (यूशिकागो पीएमई - यूएसए) की प्रोफ़ेसर वाई. शर्ली मेंग ने कहा। "जब हम भविष्य के ऊर्जा भंडारण समाधानों के बारे में सोचते हैं, तो हमें एक ही विशाल कारखाने की कल्पना करनी चाहिए जो लिथियम और सोडियम दोनों रसायनों पर आधारित उत्पाद बना सके। यह नया शोध हमें उस अंतिम लक्ष्य के और करीब लाता है और साथ ही मौलिक विज्ञान को भी आगे बढ़ाता है।"

टीम ने यह भी नोट किया कि सोडियम रसायन दिलचस्प है, लेकिन सोडियम ठोस इलेक्ट्रोलाइट कमरे के तापमान पर सीमित आयनिक चालकता दर्शाता है।

यूसी सैन डिएगो समूह का कार्य सोडियम हाइड्रिडोबोरेट की मेटास्टेबल प्रकृति का मूल्यांकन करने के लिए कम्प्यूटेशनल और प्रायोगिक डेटा को जोड़ता है और दर्शाता है कि क्रिस्टलीकरण व्यवस्था से तीव्र शीतलन, ऑर्थोरोम्बिक चरण गतिशीलता को तेज Na+ प्रवास के साथ जोड़ता है।

ठोस अवस्था वाली सोडियम बैटरियां पर्यावरण को कम नुकसान पहुंचाने वाले ऊर्जा समाधान की आशा प्रदान करती हैं।

शोधकर्ताओं ने पाया कि क्लोराइड आधारित ठोस इलेक्ट्रोलाइट-लेपित कैथोड के साथ संयुक्त होने पर, यह सुपरस्टेबल चरण घने, उच्च-क्षेत्र-भार वाले मिश्रित कैथोड के निर्माण की अनुमति देता है, जो शून्य से नीचे के तापमान पर भी अपना प्रदर्शन बनाए रखते हैं।

"चूँकि मूल सिद्धांत विसरण को बढ़ावा देने वाले ऋणायनिक ढाँचे को गतिज रूप से स्थिर करना है, इसलिए यह दृष्टिकोण संबंधित हाइड्रिडोबोरेट्स और अन्य ऋणायनिक क्लस्टर रसायन विज्ञान में स्थानांतरित किया जा सकता है। यह कार्य उच्च-प्रदर्शन वाले ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए एक व्यावहारिक डिज़ाइन रणनीति और प्रसंस्करण दिशानिर्देश प्रदान करता है," टीम ने बताया।

सिंगापुर में ए*स्टार इंस्टीट्यूट फॉर मैटेरियल्स रिसर्च एंड इंजीनियरिंग के सह-लेखक सैम ओह ने कहा कि यह शोध विद्युत-रासायनिक प्रदर्शन के संदर्भ में सोडियम को लिथियम के साथ अधिक समान स्तर पर लाने में मदद करता है।

"हमने जो सफलता हासिल की है, वह यह है कि हम वास्तव में एक अर्धस्थिर संरचना को स्थिर कर रहे हैं, जिसके बारे में पहले कभी रिपोर्ट नहीं की गई थी। सोडियम हाइड्रिडोबोरेट की इस अर्धस्थिर संरचना में बहुत अधिक आयनिक चालकता है, जो साहित्य में बताई गई आयनिक चालकता से कम से कम एक क्रम अधिक है, और पूर्ववर्ती से तीन से चार क्रम अधिक है।"

यह शोध लिथियम की तुलना में कहीं अधिक सस्ते और आसानी से उपलब्ध फीडस्टॉक के उपयोग की संभावना प्रदान करता है। कई वर्षों से, पोर्टेबल डिजिटल उपकरणों के विकास के साथ-साथ, लिथियम के खनन और शोधन के दौरान मानवता को भारी पर्यावरणीय समझौते करने पड़े हैं।