Startup Mantra: हरित भविष्य के लिए बैटरी बनाना

Mumbai मुंबई : जैसे-जैसे हम नवीकरणीय ऊर्जा की ओर बढ़ रहे हैं, बैटरियों का मुद्दा और भी गंभीर होता जा रहा है। ऊर्जा उत्पादन एक पहलू है, लेकिन उस ऊर्जा का भंडारण और उपयोग भी उतना ही महत्वपूर्ण है। थरम-थिरन ग्रीन एनर्जी फ्लो के संस्थापक, 37 वर्षीय उमेश वासु, जिन्होंने आईआईटी मद्रास से मैकेनिकल इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट की उपाधि प्राप्त की है, कहते हैं, "जैसे-जैसे हमारा देश नेट-ज़ीरो लक्ष्यों की ओर तेज़ी से बढ़ रहा है और नवीकरणीय ऊर्जा में अपनी हिस्सेदारी तेज़ी से बढ़ा रहा है, मज़बूत बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों (बीईएसएस) की माँग पहले से कहीं ज़्यादा ज़रूरी हो गई है। हमने देखा है कि सभी के लिए एक जैसा बैटरी समाधान नवीकरणीय ऊर्जा-प्रधान ग्रिड की अनूठी चुनौतियों का समाधान नहीं कर सकता। विशेष रूप से, 10 घंटे या उससे अधिक समय तक चलने वाला लंबी अवधि का ऊर्जा भंडारण भारत में महंगा और तकनीकी रूप से अविकसित बना हुआ है, जबकि बदलती माँग के पैटर्न और बढ़ते नवीकरणीय एकीकरण ने ऐसे समाधानों को निकट भविष्य की ज़रूरत बना दिया है।" वास्तव में एक समस्या थी जिसका समाधान ज़रूरी था।

थरम-थिरन ग्रीन एनर्जी फ्लो का पंजीकरण 2020 में वासु ने अन्य सदस्यों, इलेक्ट्रोकेमिस्ट कलीश कुमार एम और उत्पाद विकास वैशाख वी के साथ मिलकर किया था। उमेश के अनुसार, "लीथियम-आयन बैटरी जैसी मुख्यधारा की भंडारण प्रौद्योगिकियाँ छोटी से मध्यम अवधि के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन कई घंटों के बड़े पैमाने पर ग्रिड संतुलन के लिए इस्तेमाल किए जाने पर आर्थिक और सुरक्षा संबंधी बाधाओं का सामना करती हैं। इस बीच, परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन और उपभोक्ता माँग के बीच असंतुलन बढ़ता जा रहा है, जिससे ऊर्जा कटौती और ग्रिड अस्थिरता का जोखिम बढ़ रहा है। जब तक हम नए, किफ़ायती और मापनीय दीर्घकालिक भंडारण विकल्प नहीं खोज लेते और उनका व्यावसायीकरण नहीं कर लेते, ये बाधाएँ भारत की प्रगति में बाधा बन सकती हैं।"

बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के संभावित समाधान की तलाश में, उमेश 2020 में कांचीपुरम स्थित अपने संस्थान, IIITDM लौट आए, जहाँ उन्होंने फ्लो बैटरी प्रौद्योगिकी विकास के विभिन्न पहलुओं पर ध्यान केंद्रित किया, विज्ञान और इंजीनियरिंग दोनों को परिष्कृत किया। उमेश कहते हैं, "जैसे-जैसे परियोजना ने गति और पैमाना हासिल किया, मुझे कलीशकुमार और वैसाख को टीम के सदस्यों के रूप में शामिल करने का सौभाग्य मिला, जिससे इस ऊर्जा भंडारण समाधान को आगे बढ़ाने के लिए हमारी पूरक विशेषज्ञता और साझा जुनून को एकजुट किया जा सका।"

उमेश के अनुसार, "लिथियम आयरन बैटरियों का ग्रिड-स्तरीय ऊर्जा के लिए भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और लागत में भी लाभ होता है। हालाँकि, इसकी कम क्षमता एक समस्या है। लिथियम-आयरन बैटरी अधिकतम दो से चार घंटे तक ऊर्जा डिस्चार्ज कर सकती है। अगर आपको ज़्यादा घंटे ऊर्जा की आवश्यकता है, तो आपको और बैटरियाँ लगानी होंगी।" "फिर हमारे पास वैनेडियम बैटरियाँ हैं। इन बैटरियों में वैनेडियम लवणों का उपयोग किया जाता है और उन्हें एक अलग कंटेनर में रखा जाता है। ऊर्जा भंडारण और डिस्चार्ज जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक मात्रा में रसायन की आवश्यकता होगी। वैनेडियम एक महंगा लवण है और इस समय कई भू-राजनीतिक मुद्दों से घिरा हुआ है, इसलिए यह महंगा है। हमने सोचा, क्यों न एक ऐसे रसायन का उपयोग किया जाए जो सस्ता और आसानी से उपलब्ध हो? क्यों न एक ऐसी बैटरी बनाई जाए जो लागत-प्रभावी और टिकाऊ हो?"

उमेश कहते हैं, "लंबी अवधि की ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में इलेक्ट्रोलाइट की लागत का एक बड़ा हिस्सा होता है। हमारे अध्ययनों से पता चला है कि वैनेडियम, सिद्ध होने के बावजूद, आपूर्ति श्रृंखला और लागत संबंधी गंभीर समस्याओं का सामना करता है। इसलिए, हमने अपना ध्यान लौह-आधारित रसायनों पर केंद्रित किया, जो बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए उच्च सुरक्षा और आकर्षक आर्थिक लाभ प्रदान करते हैं।" गहन मूल्यांकन के बाद, उन्होंने सल्फर-आयरन रेडॉक्स फ्लो बैटरियों पर काम करने का फैसला किया। "यह तकनीक व्यापक रूप से उपलब्ध कच्चे माल का लाभ उठाती है और इलेक्ट्रोलाइट की लागत में उल्लेखनीय कमी का वादा करती है।"

उमेश बैटरी ऊर्जा भंडारण और अपव्यय की प्रक्रिया समझाते हैं। "बैटरी में, ऊर्जा बैटरी के ठोस घटकों—सेल के अंदर रसायनों—के अंदर संग्रहित होती है। इसलिए, यदि एक बैटरी किसी उपकरण को 1 घंटे तक चला सकती है, तो उसे 10 घंटे तक चलाने के लिए, आपको उसी बैटरी बॉडी में और रसायन डालने होंगे, जिससे प्रदर्शन प्रभावित होता है। "इसके विपरीत, एक फ्लो बैटरी रसायनों को सेल से अलग करती है। ऊर्जा इलेक्ट्रोलाइट्स नामक तरल विलयनों में संग्रहित होती है, जिन्हें बाहरी टैंकों में रखा जाता है। इन तरल इलेक्ट्रोलाइट्स को बैटरी सेल के माध्यम से पंप किया जाता है, जहाँ ऊर्जा को चार्ज या डिस्चार्ज करने के लिए रासायनिक अभिक्रियाएँ होती हैं। इसलिए, यदि आप अधिक ऊर्जा संग्रहित करना चाहते हैं या बैटरी को अधिक समय तक चलाना चाहते हैं, तो आपको सेल हार्डवेयर को बदले बिना, टैंकों में तरल रसायनों की मात्रा बढ़ा देनी चाहिए। यह डिज़ाइन ऊर्जा क्षमता को बहुत आसानी से बढ़ाने की अनुमति देता है और लंबी अवधि के लिए आदर्श है।