काठमाडौं- आउँदो दशकमा जुनसुकै सवारी उत्पादन कम्पनीले ल्याउने विद्युतीय सवारीमा सोलिड-स्टेट ब्याट्री हुने अनुमान सहजै गर्न सकिन्छ। अघिल्लो दशकमा जसरी अहिले लिथियम आयन ब्याट्रीयुक्त कार आउने अनुमान गरिएको थियो।

वर्तमान समयमा विद्युतीय सवारीको आम स्वीकार्यताका लागि उपभोक्ताहरु पर्खाइमै छन्। यसका पछाडि एउटा प्रश्न रहेको छ त्यो हो के ब्याट्री पावर्ड सवारी आईसी इन्जिन सवारी जत्तिकै विश्वसनीय भइसकेका छन् त? यही प्रश्नबाट के निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ भने ब्याट्री प्रविधिमा हुने विकासले विद्युतीय सवारीको भविष्य निर्धारण गरिदिनेछ।

विद्युतीय सवारीको रेन्ज, कार्यदक्षता र आईसी इन्जिन सवारीले सरह नै ब्याट्रीको किफायतीपनले सिंगो विश्वलाई विद्युतीय सवारी जान प्रेरित गर्ने छ। यी कुराले नै विद्युतीय सवारी विश्वासयोग्य छ भन्ने दर्साउँछ।

हाल बजारमा उपलब्ध सबै विद्युतीय सवारी लिथियम आयन ब्याट्रीमा आधारित छन्। यी ब्याट्रीहरुमा प्रयोग भएको लिथियम सीमित परिमाणमा रहेको छ। संसारले आईसी इन्जिन सवारीको विकल्पमा जाने संकल्प गरिसकेको छ। त्यसैले लिथियम आयन ब्याट्रीको विकल्पका रुपमा सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको विकास भइसकेको टपस्पीड डटकमले लेखेको छ। तर यो आम रुपमा विद्युतीय कारमा प्रयोगमा आउन भने बाँकी रहेको छ। 

हालको ब्याट्री प्रविधिको मुद्दा

शून्य प्रदूषण सवारीका लागि हालसम्म उपलब्ध प्रविधि मध्ये लिथियम आयन ब्याट्री प्रविधि सबैभन्दा उपयुक्त हो। तर यो नै आदर्श प्रविधिका रुपमा स्थापित हुन भने सकेको छैन। लिथियम आयन ब्याट्री प्रविधिमा २००८ मा टेस्लाको रोडस्टारमा प्रयोग भएको बेलाभन्दा धेरै परिवर्तन भइसकेको छ। त्यतिबेलाको तुलनामा यो ब्याट्री प्रविधि धेरै राम्रो भएको छ।

यद्यपी यही ब्याट्री प्रविधिकै भरमा उत्पादित विद्युतीय कारले आईसी इन्जिन कारलाई उछिन्ने आधार तयार गर्न नसकेको छैन। लिथियम आयन ब्याट्रीमा हुने इलेक्ट्रोलाइट नै यसको मुख्य समस्याको रुपमा रहेको छ। जसमा एथलिन कार्बोनेट हु्न्छ। यो अति प्रज्वलनशील तरल पदार्थ हो। जब ब्याट्रीमा खराबी आउँछ वा ब्याट्री ठोक्किन्छ त्यतिबेला इलेक्ट्रोलाइट बल्ने जोखिम उच्च हुन्छ। टेस्लालगायत केही कम्पनीको कारमा आगलागी हुनुको मुख्य कारण नै यसैलाई मानिएको छ। हालसम्म विद्युतीय कारमा न्यूनमात्र आगलागीको घटना भएपनि यसको जोखिम भने कायमै छ।

लिथियम आयन ब्याट्रीको अर्को कमजोरीका रुपमा रेन्ज कमै हुनु र लाइफसाइकल छोटो रहेको छ। हाल बजारमा उपलब्ध विद्युतीय सवारीको औषत रेन्ज २ सय माइल रहेको छ। यो भनेको लामो यात्राका लागि त्यति सन्तोषजनक रेन्ज होइन।

परम्परागत कारमा इन्धन भर्नका लागि औषत ५ मिनेट सयम लाग्ने गरेको छ। यता लिथियम आयन ब्याट्रीयुक्त कारले चार्ज गर्न कम्तीमा ३ घण्टा लाग्छ। केही घण्टा लाग्ने भएपछि अन्य कार लाइनमा कुरेर बस्नुपर्ने हुन्छ यो समयको बर्बादी हो। यसबारे आम मानिसहरु पर्ख र हेरकै अवस्थामा छन्।

सोलिड-स्टेट ब्याट्रीले विद्युतीय सवारी उद्योगलाई कसरी प्रभाव पार्छ?

तरल रुपमा रहेको इलेक्ट्रोलाइटलाई ठोस बनाउनु नै सोलिड-स्टेट ब्याट्रीको आधारभुत अवधारण 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 ज्वलनशील तरल इलेक्ट्रोलाइन हुँदैन, जसले सम्भावित आगलागी जोखिम हुँदैन। ठोस इलेक्ट्रोलाइटको अर्को 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 ऊर्जा स्टोर गर्न सक्छ। सोलिड स्टेट ब्याट्री आकारमा सानो भइकन पनि पहिलेको ब्याट्रीभन्दा धेरै ऊर्जा स्टोर गर्नेगरी विकास भएको छ।

त्यसैले भविष्यमा आउने विद्युतीय कारमा सोलिड-स्टेट ब्याट्री प्रयोग हुँदा च्यासिसमा अन्य विशेषताहरु थप गर्नका लागि धेरै ठाउँ मिल्नेछ। त्यस्तै सोलिड स्टेट ब्याट्री प्रयोग भएको विद्युतीय कारले अहिलेको तुलनामा धेरै रेन्ज दिनेछ। हाल लिथियम आयन ब्याट्रीको भन्दा सोलिड स्टेट ब्याट्रीको लाइफस्पान बढी छ। यो भनेको सोलिड स्टेट ब्याट्रीको आयु १० वर्षभन्दा बढी रहेको र यसलाई बढाउन पनि सकिन्छ। 

मुख्य कार उत्पादकले सोलिड-स्टेट ब्याट्रीमा गरिरहेछन् ठूलो लगानी 

हालसम्म सोलिड-स्टेट ब्याट्री कमर्सियल उत्पादनमा भने गइसकेको छैन। तर यो निश्चित छ कि सोलिड-स्टेट ब्याट्री विद्युतीय सवारीसहित अन्य क्षेत्रका लागि नेक्स्ट जेनेरेसन ब्याट्री प्रविधि हुनेछ। विश्वका ठूला सवारी उत्पादकहरु यो प्रविधि ल्याउन अग्रणी भूमिकामै छन्। त्यसैले हिजोभन्दा सोलिड स्टेट ब्याट्रीको व्यापकता आगामी दिनमा बढ्ने छ। सोलिड स्टेट ब्याट्रीबारे सबैभन्दा धेरै पेटेन्ट टोयोटाले दर्ता गराएको छ। यता लिथियम आयन ब्याट्रीमा भने ज्यादै न्यून पेटेन्ट हुन्छ।

टोयोटा र होन्डाले निकट भविष्यमै सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा आधारित विद्युतीय कारको प्रयोटाइप सार्वजनिक गर्ने बताएका छन्। टोयोटाले प्रियस र होन्डाले सिभिकको कुनै एउटा मोडल सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा आधारित भएर आउनेछ।

यो प्रविधिबारे अन्य कार उत्पादकभन्दा बढी आशावादी जापानको मात्र नभइ संसारकै ठूलो कार उत्पादक टोयोटा मोटर छ। टोयोटाले ब्याट्री प्रविधिको अनुसन्धान र विकासमा करिब १४ अर्ब डलर लगानी गर्ने बताएको छ। यो लगानी आगामी दशकभरमा खर्च गरिसक्ने टोयोटाले बताएको छ। यो रकम सोलिड स्टेट ब्याट्री प्रविधिमामात्र नभएर अन्य सम्भावित प्रविधि पत्ता लगाउन पनि खर्च हुनेछ।

टोयोटामात्र होइन फोर्ड, बीएमडब्लू, हुन्डाई, फक्सवागन, जनरल मोटर तथा अन्य कार उत्पादक पनि सोलिड स्टेट ब्याट्री परियोजनामा लगानी गर्न दबाबमा परेका छन्। केही समयअघि मात्र बीएमडब्लू र फोर्डले सोलिड स्टेट ब्याट्री उत्पादन गर्न अमेरिकी कम्पनी सोलिड पावरसँग सहकार्यको घोषणा गरेका थिए।

योसँगै २०२५ सम्ममा बीएमडब्लू र फोर्डले सोलिड स्टेट ब्याट्री प्रयोग भएको विद्युतीय कारको प्रोटोटाइम सार्वजनिक गर्नेछन्। त्यस्तैगरी उक्त सहकार्यले बीएमडब्लूको जर्मनीमा रहेको सेल म्यानुफ्याक्चरिङ कम्पिटेन्स सेन्टरमा एक्सक्लुसिभ ब्याट्री प्रोटोटाइप उत्पादनमा समेत प्रेरित गर्नेछ। सोलिड स्टेट ब्याट्री आमरुपमा प्रयोगमा आउनुअगावै विभिन्न ब्याट्री उत्पादन कम्पनीहरुले पनि यसमा चासो देखाइसकेका छन्। 

यो प्रविधि किन आइसकेन त? 

सोलिड-स्टेट ब्याट्री लिथियम आयनको विकल्पका रुपमा आउने बताइरहँदा यो ब्याट्रीयुक्त विद्युतीय कार किन प्रयोगमा आइसकेन त? यो प्रविधिको स्वीकार्यता हुनका लागि किन समय लागि रहेको छ? यी स्वभाविक प्रश्नहरु हुन्। सोलिड स्टेट ब्याट्री कन्सेप्टमात्र होइनन्, यी पूर्णतः प्रयोग योग्य भइसकेका छन्। हाल सोलिड स्टेट ब्याट्री साना उपकरण जस्तै पेसमेकर, स्मार्टवाच, आरएफआईडी उपकरणमा प्रयोग भइरहेका छन्। तर हाल सोलिड स्टेट ब्याट्री प्रयोग भएको कार प्रयोगमा भने आएको छैन। अहिलेसम्म सार्वजनिक भएका तथ्यहरु ल्याबबाट प्रमाणित भएका हुन्।

सोलिड स्टेट ब्याट्रीको डिजाइनमा इलेक्ट्रोलाइटसहित सबै पदार्थ ठोसरुपमा हुने गरी गरिएको छ। सोलिड स्टेट ब्याट्रीको ऊर्जा खपत क्षमता उच्च भइरहँदा अहिलेकै प्रविधिमा यसको उत्पादन लागत भने निक्कै महँगो छ। जसले गर्दा यसको मास उत्पादनमा जटिलता छ।

सोलिड-स्टेट ब्याट्री सेलमा टोयोटाको १३ सय ३१ पेटेन्ट

हाइब्रिड कारलाई प्राथमिकता दिनुपर्ने बताइरहेको टोयोटाले सोलिड स्टेट सेल (ब्याट्री)को पेटेन्ट दर्तामा भने छलाङ मारेको छ। टोयोटाले सोलिड स्टेट सेल ब्याट्रीसँग सम्बन्धित १ हजार ३ सय ३१ वटा पेटेन्ट राइट दर्ता गरेर राखेको एक अध्ययनले देखाएको छ।

अध्ययनअनुसार जापानी कार उत्पादकहरुले सोलिड स्टेट ब्याट्रीबारे १९९० देखि नै अनुसन्धान गर्दै आएका थिए। निक्की एसियाले गरेको अध्ययनअनुसार टोयोटाले मात्र सोलिड स्टेट ब्याट्रीसँग सम्बन्धित १३ सय ३१ वटा पेटेन्ट दर्ता गराएर राखेको हो। 

उक्त पेटेन्ट सेलको स्ट्रक्चर, प्रयोग हुने पदार्थ र सोलिड स्टेट ब्याट्रीका महत्वपूर्ण पक्षहरुसँग सम्बन्धित छन्। टोयोटापछि सोलिड स्टेट सेलको पेटेन्ट धेरै दर्ता गर्ने अर्काे कम्पनी हो पानासोनिक। जापानी विद्युतीय सामाग्री उत्पादन गर्ने पानासोनिकले ४ सय ४५ वटा पेटेन्ट दर्ता गराएर राखेको छ। टोयोटाले सोलिड स्टेट ब्याट्रीसँग सम्बन्धित पेटेन्टको ३३ प्रतिशत आफैले दर्ता गराएको छ।

टोयोटाले सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा पानासोनिकसँगको साझेदारीमा ब्याट्री उत्पादन गर्दै आएको छ। आइ कोसन नामक अर्काे कम्पनीले यससँग सम्बन्धित २ सय ७२ वटा पेटेन्ट दर्ता गराएको छ। त्यस्तै कोरियाली कम्पनीहरु सामसङ र एलजी चेमले पनि पेटेन्ट दर्ता गराएका छन्। तर यी कम्पनीले कति वटा पेटेन्ट दर्ता गराएका छन् भन्ने उक्त अध्ययनमा खुलाइएको छैन। 

जापानी कार उत्पादकहरुले २०२५ देखि सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा आधारिक कार बिक्री गर्ने यसअघि नै बताइसकेका छन्। यो ब्याट्री मुख्यगरी हाइब्रिड कारमा प्रयोग हुनेछ। अन्य पूर्णविद्युतीय कारमा समेत सोलिड स्टेट ब्याट्री प्रयोग गर्नेबारे अनुसन्धान भइरहेको छ।

निक्की एसियाका अनुसार सोलिड स्टेट ब्याट्री अहिलेको लिथियम आयन सेलको तुलनामा चार गुणा बढी महँगो हुनेछ। विभिन्न अध्ययनहरुले पनि यो ब्याट्री त्यति फिजिवल नहुने बताएका छन्। टोयोटाले सोलिड स्टेट सेलको लागत घट्ने दाबी गर्दै आएको छ। यसबारे २०२५ ताका नै धेरै कुरा थाहा हुने उक्त अध्ययनमा उल्लेख गरिएको छ।