کاربن فائبر کی ساختی بیٹریوں سے مستقبل میں الیکٹرک گاڑیوں کی ڈرائیونگ رینج میں 70 فیصد اضافہ متوقع ہے۔
جب کاریں، ہوائی جہاز، بحری جہاز، یا کمپیوٹر ایسے مواد کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جاتے ہیں جو بیٹری اور بوجھ برداشت کرنے والے ڈھانچے کے طور پر کام کرتا ہے، تو ان کے وزن اور توانائی کی کھپت کو نمایاں طور پر کم کیا جا سکتا ہے۔ کے تازہ شمارے میں 10 تاریخ کو شائع ہونے والے ایک مقالے کے مطابقاعلی درجے کی مواد، سویڈن میں چلمرز یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی کی ایک تحقیقی ٹیم نے ایک ملٹی فنکشنل کاربن فائبر ساختی بیٹری تیار کرکے "بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے" میں پیشرفت کی ہے۔ یہ بیٹری لیپ ٹاپ کے وزن کو نصف تک کم کر سکتی ہے، اسمارٹ فونز کو کریڈٹ کارڈز کی طرح پتلی بنا سکتی ہے، یا ایک بار چارج کرنے پر الیکٹرک گاڑیوں کی ڈرائیونگ رینج کو 70 فیصد تک بڑھا سکتی ہے۔
چلمرز یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی کی محقق ریکا چوہدری نے بتایا کہ انہوں نے جو ساختی بیٹری تیار کی ہے وہ کاربن فائبر مرکب مواد سے بنائی گئی ہے، جس میں ایلومینیم کے مقابلے میں سختی اور توانائی کی کثافت تجارتی استعمال کے لیے کافی ہے۔ ساختی بیٹری ایک ایسا مواد ہے جو توانائی کو ذخیرہ کر سکتا ہے اور بوجھ برداشت کر سکتا ہے۔ مصنوعات کی اصل تعمیر میں بیٹری کے مواد کو ضم کرنے کا مطلب یہ ہے کہ الیکٹرک گاڑیاں، ڈرون، ہینڈ ہیلڈ ٹولز، لیپ ٹاپ اور اسمارٹ فونز ہلکے وزن حاصل کر سکتے ہیں۔
2018 میں، ٹیم نے سب سے پہلے یہ ظاہر کیا کہ کاربن فائبر، جس میں زیادہ سختی اور سختی ہوتی ہے، کیمیائی طور پر برقی توانائی کو ذخیرہ کر سکتا ہے اور لیتھیم آئن بیٹریوں میں الیکٹروڈ کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ اس تحقیق نے بڑے پیمانے پر توجہ حاصل کی اور اسے تسلیم کیا گیا۔طبیعیات کی دنیااس سال کی دس بڑی کامیابیوں میں سے ایک کے طور پر۔
اس کے بعد سے، تحقیقی ٹیم نے بیٹری کی سختی اور توانائی کی کثافت کو بڑھاتے ہوئے اپنا تصور مزید تیار کیا ہے۔ 2021 میں، انہوں نے توانائی کی کثافت کو 24 واٹ گھنٹے فی کلوگرام (Wh/kg) تک بڑھا دیا، جو کہ موازنہ لیتھیم آئن بیٹریوں کی صلاحیت کا تقریباً 20% ہے۔ اب، انہوں نے توانائی کی کثافت کو 30 Wh/kg تک بڑھا دیا ہے۔ اگرچہ یہ فی الحال عام بیٹریوں سے اب بھی کم ہے، لیکن اثر نمایاں طور پر مختلف ہے۔ جب بیٹریاں ڈھانچے کا حصہ بن جاتی ہیں اور ہلکے وزن والے مواد سے بنائی جا سکتی ہیں، تو گاڑی کے مجموعی وزن کو بہت کم کیا جا سکتا ہے۔ اس کے نتیجے میں، الیکٹرک گاڑیوں کے لیے درکار توانائی کافی حد تک کم ہو جائے گی۔
محققین نے الیکٹرک گاڑیوں پر حساب کتاب کیا اور پایا کہ اگر نئی ساختی بیٹری سے لیس ہو، تو ڈرائیونگ کی حد موجودہ سطح کے مقابلے میں 70 فیصد تک بڑھ سکتی ہے۔ ساختی بیٹری اکائیوں کی سختی بھی نمایاں طور پر بہتر ہوئی ہے، جس میں gigapascals (GPa) میں ماپا جانے والا لچکدار ماڈیولس 25 سے 70 تک بڑھ گیا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ مواد ایلومینیم کی طرح بوجھ برداشت کر سکتا ہے لیکن وزن میں ہلکا ہے۔
محققین نے بتایا کہ کثیر فعالیت کے نقطہ نظر سے، نئی بیٹری کی کارکردگی پچھلی نسل کے مقابلے میں دگنی ہے، جو اسے دنیا کی اب تک کی بہترین بیٹری بناتی ہے۔ تاہم، اس سے پہلے کہ بیٹری کے خلیے چھوٹے پیمانے پر لیبارٹری کی پیداوار سے بڑے پیمانے پر مینوفیکچرنگ اور تکنیکی مصنوعات یا گاڑیوں میں استعمال کی طرف منتقل ہو جائیں، انجینئرنگ کے کام کی ایک خاصی مقدار کو ابھی بھی کرنے کی ضرورت ہے۔
