काठमाडौं- अमेरिकी कार उत्पादक कम्पनी जनरल मोटर्स (जीएम)ले १९९६ मा विद्युतीय कार ईभी वान सार्वजनिक गरेको थियो। मास प्रोडक्सन भएको यो नै पहिलो विद्युतीय कार थियो। लिड एसिड ब्याट्रीमा आधारित सो विद्युतीयले ७० देखि ९० माइल रेन्ज दिन्थ्यो। यो विद्युतीय कार जीएमका लागि सोचेजस्तो सफल हुन सकेन। कम्पनीले २००३ को अन्त्यमा आइपुग्दा त्यतिबेलासम्म बिक्री गरेको ४० वटा ईभी वान फिर्ता बोलायो र डिस्पोज गरिदियो। 

विद्युतीय कारको यो सानो अध्याय त्यहीँ अन्त्य हुन पुग्यो। उक्त समयमा उपलब्ध कारको तुलनामा विद्युतीय कार महँगो भएको र रेन्ज ज्यादै न्यून भएकाले उपभोक्ताले नरुचाउँदा सफल हुन सकेन। 

जीएमको ईभी वानको असफलताको एक दशकपछि अर्को अमेरिकी विद्युतीय कार स्टार्टअपले रोडस्टर सार्वजनिक गरेको थियो। टेस्लाको पहिलो विद्युतीय कार रोडस्टरले एक पटकको फुल चार्जमा २ सय २४ माइल रेन्ज दिने दाबी गरिएको थियो। त्यसयता विद्युतीय सवारी उद्योगले छलाङ नै मारेभन्दा फरक पर्दैन। अहिले औसतमा विद्युतीय कारको रेन्ज ३ सयदेखि ४ सय किलोमिरट भइसकेको छ। हालसम्म बजारमा आएको सबैभन्दा धेरै रेन्ज दिन विद्युतीय कार लुसिड एयर स्ट्यान्डर्ड हो। उक्त कारले एक पटकको फुल चार्जमा ८ सय ३० किलोमिटर रेन्ज दिने दाबी कम्पनीको छ। 

अबको विद्युतीय सवारी उद्योगको गुणात्मक विकासका लागि सो रेन्जको दाबी समेत उछिन्ने गरी नयाँ प्रविधिको आवश्यकता भइसकेको छ। त्यही आवश्यकताले विद्युतीय कार उद्योगमा को शक्तिशाली बन्ने भन्ने होड पनि देखिएको छ। यो होडमा अगाडि आउन जसले कम मूल्यमा धेरै रेन्ज दिने र उन्नत प्रविधिको शून्य प्रदूषण कायम हुने ब्याट्री वा प्युल सेल वा अन्य केहीको विकास गर्नुपर्ने छ। 

लिथियम आइरन ब्याट्री उपलब्धता, दीर्घता र रेन्जका कारण जटिल हुन सक्छ। यसको विकल्पमा सोडियम आयन, हाइड्रोजन फ्युल सेल, सोलिड-स्टेट ब्याट्री वा अन्य कुनै प्रविधि आउने निश्चितप्रायः छ। 

यहाँ टोयोटाले विकास गरेर कारमा परिक्षणको क्रममा रहेको करिब १२ सय किलोमिटर (७४५ माइल) रेन्ज दिने सोलिड-स्टेटल ब्याट्रीको विशेषताबारे उल्लेख गरिएको छ। टोयोटाको यो सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले दाबी गरेअनुरुम रेन्ज दिने र प्रतिस्पर्धी मूल्यमा आउने हो भने यसले विद्युतीय सवारी उद्योगमा छलाङ नै मार्ने छ। जानाैँ सोलिड स्टेट ब्याट्रीबारे १० तथ्य :

सबैभन्दा पहिले सोलिड-स्टेट ब्याट्री के हो? जानाैँ।

विभिन्न प्रकारका प्रविधिको कुरालाई भुल्ने हो भने ‘सोलिड-स्टेट ब्याट्री प्रविधि’को चर्चा अलअघि नै बढिसकेको छ। सोलिड स्टेट ब्याट्रीको कुरा गर्ने हो भने यो परम्परागत एनोड-क्याथोड कम्बोको तुलनामा फरक खालको ब्याट्री हो। 

तरलरुपमा रहेको इलेक्ट्रोलाइटलाई ठोस बनाआधारभूतउनु नै सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको आधारभुत अवधारणा हो। यसले लिथियम आयन ब्याट्रीमा हुने तरल इलेक्ट्रोलाइटको समस्याको पहिचान गराउँछ। सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले यो कुरालाई कसरी सम्बोधन गर्छ भन्ने महत्वपूर्ण छ। 

यी विषयलाई सम्बोधन गर्न सुरक्षा पहिलो हो। सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले लिथियम आयत ब्याट्रीमा रहेको सुरक्षा कमजोरीलाई पूर्णतः समाधान गरेको छ। सोलिड-स्टेस ब्याट्रीमा ज्वलनशिल तरल इलेक्ट्रोलाइन हुँदैन, जसले सम्भावित आग्लागी जोखिम हुँदैन। ठोस इलेक्ट्रोलाइटको अर्काे महत्वपूर्ण पक्ष भनेको यस्तो ब्याट्री चार्ज हुन जम्मा १० मिनेटमात्र लाग्छ। यसले अहिलेको ब्याट्री चार्ज गर्दा कुर्नुपर्ने समस्या समाधान हुनेछ। 

सोलिड-स्टेट आकारका हिसाबले समेत अग्रगामी प्रविधि हो। सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको फुटप्रिन्ट सानो आकारको हुने सबैले पूर्वानुमान गरेका छन्। एक अमेरिकी ब्याट्री उत्पादक कम्पनी सोलिड पावरका अनुसार सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले समान आकारको लिथियम आयन ब्याट्रीले भन्दा ५० प्रतिशत बढी उर्जा स्टोर गर्न सक्छ। सोलिड-स्टेट ब्याट्री आकारमा सानो भइकन पनि पहिलोको ब्याट्रीभन्दा धेरै उर्जा स्टोर गर्नेगरि विकास भएको छ।

जापानी कार उत्पादक कम्पनी टोयोटा २०१२ देखि प्रत्यक्ष परोक्ष रुपमा सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा विकासमा लागि परेको छ। टोयोटाले २ सय इन्जिनियरलाई सोलिड-स्टेट ब्याट्रीकै विकासमा प्रत्यक्ष सहभागी गराएको छ। टोयोटाले सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा १३ सयभन्दा बढी पेटेन्ट दर्ता गराएर राखेको छ। त्यस्तै टोयोटाले सल्फरमा आधारित इलेक्ट्रोलाइटमा काम गरिरहेको छ। 

दूरगामी महत्व राख्ने सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा टोयोटाको प्रविधि

टोयोटाले हालै सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा ‘प्राविधिक ब्रेक थ्रु’ भएको घोषणा गरेको थियो। त्यो भनेको सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको आधार, तौल, उत्पादन लगातसमेत तय भइसकेको हो। टोयोटाले यो उपलब्ध कसरी हासिल गर्‍यो त? विश्वकै ठूलोमध्येको कार उत्पादक टोयोटाले यसमा ठूलो लगानी गरेको हो। सोलिड-स्टेट ब्याट्री अहिलेको लिथियम आयन ब्याट्रीको तुलनामा तीनदेखि चार गुणा महँगो उत्पादन लागत छ। 

टोयोटा मोटरको कार्बन न्युट्रल विभागका प्रमुख किजी काइताले फाइनान्सियल टाइम्ससँग भनेका छन्, अब टोयोटा सोलिड-स्टेट ब्याट्री बनाउन सक्षम भइसकेको छ। ‘१० मिनेट वा त्योभन्दा कम समयमा उत्कृष्ट १२ सय किलोमिरट रेन्ज दिने ब्याट्री बनेको छ,’ काइताले भने, ‘कफीसपबाट कफी लिएर निस्कनेभन्दा कम समयमा सोलिड-स्टेट ब्याट्री चार्ज हुने र अद्भुत रेन्ज दिने भएकाले शून्य प्रदूषण सवारी क्षेत्रमा यसले ठूलो परिवर्तन ल्याउँछ।’ २०२३ लुसिड एयरको क्वीक चार्जिङको तुलनामा टोयोटाको सोलिड-स्टेट ब्याट्री ५ मिनेट छिटा चार्ज हुनेछ। टोयोटाले सोलिड-स्टेट ब्याट्री २०२७ देखि आमरुपमा उपलब्ध गराउने तयारी गरेको छ। 

सोलिड-स्टेट ब्याट्री टोयोटाको ईभी रणनीतिको महत्वपूर्ण पाटो

ठूला कार उत्पादक जीएम, हुन्डाई, फोर्ड, फक्सवागन, बीएमडब्लू, निसानलगायत कम्पनीले विद्युतीय प्रविधिलाई स्वीकार गरेर आउँदा दिनमा सार्वजनिक गर्ने विद्युतीय कारको लाइनअप नै तय गरिसके। तर टोयोटा भने अहिलेसम्म पनि बीईभीमा अगाडी आइसकेको छैन। टोयोटाले हाब्रिड प्रविधिलाई प्राथमिता दिएकाले पनि बीईभीमा ऊ केन्द्रित नभएको हो। योसँगै टोयोटा हाइड्रोजन फ्युल सेल तथा सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा लाग्यो। तर विश्व भने तत्कालकै लालि किन नहोस् ब्याट्री विद्युतीय सवारीमै केन्द्रित भइसकेको छ। 

केही समय टोयोटा कुन नीति लिएर अघि बढ्ने भन्नेमा अलमलियो। त्यसपछि टोयोटा बीईभी उत्पादनका लागि लगानी गर्ने घोषणा गर्ने अवस्थामा पुगेको थियो। केही समयअघि टोयोटाले बीजेडएक्सफोर विद्युतीय कार ल्याएको थियो। हाल टोयोटा सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा केन्द्रित भएको छ। यसमा टोयोटा भविष्यको भरोसा अडिएको छ। टोयोटाले २०२६ सम्ममा वार्षिक १५ लाख कार बिक्री गर्ने र २०२३ सम्ममा ३५ लाख विद्युतीय कार बिक्री गर्ने लक्ष्य लिएको छ। टोयोटाको सो लक्ष्य प्राप्त गर्ने आधार नै सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा आधारित कार हो। 

के टोयोटाको सोलिड-स्टेट ब्याट्री ‘टेस्ला किलर’ बन्न सक्छ?

अमेरिकी कार विद्युतीय कार उत्पादक टेस्ला इंक हालसम्म बिनाचुनौती सर्वाधिक विद्युतीय कार बिक्रेता हो। जसको मार्केट क्याप ८ खर्ब ४० अर्ब अमेरिकी डलर पुगेको छ। पटक पटक ‘टेस्ला किलर’का रुपमा स्टार्टअपहरु आए र अस्ताए। तर टेस्लाको दबदबालाई टोयोटाले विकास गरेको सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले नै चुनौती दिन सक्नेछ। सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको रेन्जले अहिलेको रेन्ज एन्जाइटी हटेर विद्युतीय कारको आम स्वीकार्यता स्वतः बढ्नेछ। 

एक पटकको चार्जमै १२ सय किलोमिरट रेन्ज दिने सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले टोयोटालाई पुनः शक्तिशाली बनाउने छ। यो पहिलो पुस्ताको सोलिड-स्टेट ब्याट्री हो भने टोयोटाको आरएन्डडी दोस्रो पुस्ताको सोलिड-स्टेट ब्याट्री विकासमा लागिसकेको छ।      

दोस्रो पुस्ताको सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले एक पटकको फुल चार्जमा १५ सय किलोमिटर रेन्ज दिने प्रक्षेपणसहित काम भइरहेको टोयोटाले जनाएको छ। 

टोयोटाको प्रोजेक्ट नेक्सजेन ब्याट्रीले ईभी सस्तो बनाउने

विद्युतीय कार किन महँगो छ?, यसको धेरै दोष ब्याट्री प्याकलाई दिइन्छ। हुन पनि हो लिथियम आयन ब्याट्री कारको कुल लागतमध्ये करिब ६० प्रतिशत लागत ब्याट्रीमै लग्छ। लिथियम आयन ब्याट्रीको माग र कच्च पदार्थको लागत नै महँगो छ। लिथियम आयन ब्याट्रीको लागत, रेन्जलगायत घट्दै जाँदा पनि यसको सहज उपलब्धता हुन सकेको छैन। 

तर अब भने टोयोटाको दशक लामो नवीन प्रविधिको विकासक्रमले विद्युतीय कारको लागत कम हुने र रेन्ज बढ्ने देखिएको छ। सोलिड-स्टेट ब्याट्री प्रविधिको विकासँगै कारको एरोडाइनामिकदेखि हाइपरसोनिक टेकसम्म परिवर्तन आउन सक्छ। टोयोटाको सोलिड-स्टेट ब्याट्रीबाट लिथियम आयन ब्याट्री सरह वा त्योभन्दा सस्तो मूल्यमा आउनेमा धेरै मानिसहरु आशावादी छन्। जापानी कार निर्माताले यसो गर्न सकेमा विद्युतीय कारको कर उल्लेख्यरुपमा घट्नेछ। 

लिथियम आयन ब्याट्रीभन्दा सुरक्षित हुनेछ टोयोटाको सोलिड-स्टेट ब्याट्री

तुलनात्मक रुपमा लिथियम आयन ब्याट्री सुरक्षित मानिन्छ तथापी जोखिम धेरै नै हुन्छ। टेस्लाकै ब्याट्रीमा समेत केही समयअघि आग्लागी भएको थियो। तरल इलेक्ट्रोलाइट लिथियम आयन ब्याट्री ज्वलनशील र टक्सिक दुवै हुन्छ। उच्च तापक्रममा इलेक्ट्रोलाइट खतरायुक्त नै हुन्छ। तापक्रम बढ्दै जाँदा आगो लाग्ने जोखिम पनि बढ्दै जान्छ। 

यसको तुलनामा टोयोटाले विकास गरेको सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा हाइ थर्मल स्ट्याबिलिटी हुने भएकाले लिथियम आयन ब्याट्रीमा भएका जोखिम लगभग अन्त्य हुन्छ। ब्याट्री ठोकिँदा वा अन्य समस्या हुँदासमेत ज्वलनशील इलेक्ट्रोलाइट निस्तेज अवस्थामा हुन्छ। त्यसैले सोलिड-स्टेट ब्याट्री प्रयोग भएको कारमा ब्याट्रीका कारण आग्लागीको सम्भावना लगभग हुँदैन। 

सोलिड-स्टेट ब्याट्रीका कमजोरी

लिथियम आयन ब्याट्रीका सीमाहरु छन्। नयाँ नयाँ प्रविधिको विकाससँगै लिथियम आयन ब्याट्रीको रिसर्च एन्ड डेभलपमेन्टमा कयौँ वर्ष काम भएको छ। यसको तुलनामा सोलिड-स्टेट ब्याट्री शिशु अवस्थामै छ। यसको प्रयोगपछिको परिणामसमेत स्पष्ट भइसकेको छैन। लिथियम आयन ब्याट्रीको रिसाइकल प्रक्रियाको विकास करिब भइसकेको छ तर सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको रिसाइकल बारे टोयोटाले केही बताइसकेको छैन वा अध्ययन नै भएको छैन। सोलिड-स्टेट ब्याट्री डेन्ड्राइट फर्मेसनमा हुन्छ जसका दुर्गुणहरु पनि छन्। 

अहिलेसम्मको विकासअनुसार सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको लागत निक्कै महँगो छ। ब्याट्री उत्पादनमा सीमित स्रोत भएका कच्चा पदार्थ नै प्रयोग हुन्छ। यस्ता कच्चा पदार्थको अभाव, प्रोधनको जटिलता तथा लागत र उच्च मागका कारण ब्याट्रीको लागत कम हुन कठिन छ। यसकाबीच उच्चतम प्रविधिको प्रयोग र त्यसबाट लिन सकिने लाभलाई मध्यजनर गर्दै कम्पनीले मूल्य प्रतिस्पर्धी बनाउन सक्नेछ। 

परिवर्तनकारी प्रविधिमा टोयोटा एक्लैले लगानी गरिरहेको हो?

टोयोटाले ब्याट्री प्रविधिमा १३.६ अर्ब अमेरिकी डलरको विशाल लगानी गरेको छ। यो सबै लगानी सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा भने भएको होइन। टोयोटामात्र होइन यो अग्रगामी ईभी प्रविधिमा ठूला कार उत्पादकले पनि लगानी गरेका छन्। त्यसको मुख्य उद्देश्य हो पहिलो हुनेले प्राप्त गर्ने एडभान्टेजका लागि।  

मर्सिडिज बेन्ज, बीएमडब्लू, स्टेलेन्टिस, निसान, होन्डा, फोर्ड र जनरल मोटर्सले पनि सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको रिसर्च एन्ड डेभलपमेन्टमा अर्बौँ लगानी गरिरहेका छन्। तर टेस्लाले भने सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको विकास योजना बारे हालसम्म केही बताएका छैन। टेस्लाले आफ्नै लिथियम आयन ४६८० ब्याट्री सेल विकासमा केन्द्रित भएको छ। साथै अन्य स्टार्टअपहरुले पनि ब्याट्रीको विकासका लागि लगानी तथा अनुसन्धान गरिरहेका छन्। 

उल्लासको तरंग फैलाउने हैन, सुरुवाती खुसी मनाउने

टोयोटा कारका लागि गम्भीर र प्रतिबद्ध कार उत्पादक हो। कम्पनीले घोषणा गरेको सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको सफलतामा उल्लास मनाउने बेला भने भइसकेको छैन। तत्कालै यो प्रविधि जटिल जस्तो देखिएपनि क्रमिक रुपमा यसको अन्य पाटाहरु परिस्क्रित हुने जाने छ। टोयोटाले सोलिड-स्टेट ब्याट्री प्रोटोटाइपमा सफलता हात पारेको हो। यसका अन्य धेरै पक्षमा देखिने जटिलताको समाधान हुनै बाँकी छ। यसबारे बर्मिङहम विश्वविद्यालयका बिजनेस इकोनोमिक प्राध्यापक डेभिड बाइलेले भनेका छन्, ‘सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको प्रोटोटाइप चरणमा उपलब्धी हात लागेको हो। यसलाई प्रयोगमा ल्याएर प्रमाणित गर्ने चुनौती बाँकी नै छ।’ 

यता टोयोटाका प्रमुख प्रविधि अफिसर हिरोकी नाकाजिमाले सोलिड-स्टेट ब्याट्रीबारे प्राप्त भएको उपलब्धिले धेरै सम्भावना देखाइसकेको र यसलाई थप प्रभावकारी बनाउन बाँकी हरको बताएका छन्। उनले फाइनान्सियल टाइम्ससँग भनेका छन्, ‘सोलिड-स्टेट ब्याट्री प्रविधिले ब्याट्रीको चुनौतीमा असीमित समाधान उपलब्ध गराउनेछ।’ 

यसले आमरुपमा बढाउने छ ईभीको स्वीकार्यता

अहिलेको सबैभन्दा ठूलो चुनौती भनेको विद्युतीय कारको सर्वस्वीकार्यता नहुनु। यसको प्रमुख कारण हो उच्च लागत, सीमित रेन्ज र चार्ज गर्न लाग्ने समय। केही खरिदकर्ताका लागि अहिलेकै उपलब्ध रेन्ज पनि उपयुक्त भएको छ। ईभीको स्वीकार्यता बढ्नका लागि परम्परागत इन्टरनल कम्पस्चन इन्जिनले दिने रेन्ज एक पटकको चार्जमा पाउने अवस्था हुनुपर्छ। अबको केही वर्षमा यो पूरा हुने निश्चितप्रायः छ। 

टोयोटाले बनाएको सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले १२ सय किलोमिटर रेन्ज दिने र १० मिनेटमै चार्ज हुनेगरि सहज प्रयोगमा आएमा यसको प्रभाव असीमित हुनेछ। टोयोटा सोलिड-स्टेट ब्याट्रीकै दोस्रो पुस्ताको विकासमा लागेको छ। यतिमात्र होइन टोयोटा नेक्स्ट जेन लिथियम आयन ब्याट्री २०२६ मा ल्याउने बताएको छ। यो ब्याट्रीले १ हजार किलोमिटर रेन्ज दिने दाबी गरिएको छ। प्रविधि कुन हुने भन्ने तय भइनसकेको भएपनि शून्य प्रदूषण कार (विद्युतीय कार) निर्विकल्प भइसकेको छ। त्यसैले विश्वकै ठूलो मध्येको एक टोयोटाले अवलम्बन गर्ने प्रविधिले संसारभरका कार प्रयोगकर्तामा प्रत्यक्ष परोक्ष प्रभाव पार्ने नै छ।