வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு - லித்தியம் பேட்டரி குறித்த ஆராய்ச்சி அவ்வளவு முக்கியமானதா?...

லித்தியம் பேட்டரிகள் குறித்த ஆய்வுகளில் ஈடுபட்டதோடு மட்டுமல்லாது அதன் தற்போதைய நிலையிலான வளர்ச்சி குறித்த ஆராய்ச்சிகளில் ஈடுபட்டதற்காக, வேதியியல் விஞ்ஞானிகளான ஜான் பி குட்எனாப், ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம் மற்றும் அகிரா யோஷினோவுக்கு 2019ம் ஆண்டிற்கான வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு அறிவிக்கப்பட்டுள்ளது.

லித்தியம் அயனி (lithium-ion batteries) பேட்டரிகளின் பயன்பாடு, தற்போதைய அளவில் அனைவராலும் பயன்படுத்தப்பட்டு வரும் எலெக்ட்ரானிக் சாதனங்களான மொபைல் போன், லேப்டாப், ஐபேட், ஐபாட் மட்டுமல்லாது எலெக்ட்ரிக் வாகனங்கள் உள்ளிட்டவைகளிலும் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. அத்தகைய பயன்பாட்டு முக்கியத்துவம் வாய்ந்த லித்தியம் அயனி பேட்டரிகளின் மேம்பாடு மற்றும் பரிணாம வளர்ச்சி உள்ளிட்டவைகள் குறித்து ஆய்வுகள் மேற்கொண்ட 3 விஞ்ஞானிகளுக்கு நோபல் கமிட்டி, பரிசு வழங்கி கவுரவித்துள்ளது.

அமெரிக்காவின் பிங்ஹாம்டன் பல்கலைகழக விஞ்ஞானி ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம், 1976ம் ஆண்டு லித்தியம் அயனிகளை கொண்டு இயங்கும் முதல் பேட்டரியினை வடிவைமத்தார்.

டெக்சாஸ் பல்கலைகழக விஞ்ஞானி ஜான் குட்எனப், 1980ம் ஆண்டில், அந்த பேட்டரியில் சில மாற்றங்களை செய்தார்.

ஆஷாகி கேசே நிறுவன விஞ்ஞானி அகிரா யோஷினோ, 1985ம் ஆண்டில் நடைமுறைக்கு ஏற்றவகையிலான லித்தியம் அயனி பேட்டரிகளை உருவாக்கினார். இந்த வகை பேட்டரிகளே, வணிகரீதியாகவும் வெற்றி பெற்றது. இவரது ஆராய்ச்சியின் விளைவாக லித்தியம் அயனி பேட்டரிகள், 1991ம் ஆண்டு முதல் பயன்பாட்டிற்கு வந்தது.

பேட்டரிகள் செயல்படும் விதம்

வேதியியல் ஆற்றலை, மின் ஆற்றலாக பேட்டரிகள் மாற்றுகின்றன. பேட்டரியில், நேர் மின்னூட்டம் கொண்ட கேதோடும், எதிர்மின்னூட்டம் கொண்ட ஆனோடும் உள்ளது. இவையிரண்டும் எலெக்ட்ரோலைட் எனப்படும் திரவ வேதிப்பொருளால் பிரித்து வைக்கப்பட்டுள்ளது. எலெக்ட்ரோலைட்,, மின்னூட்டம் கொண்ட துகள்களை தன்னகத்தே கொள்ளும் திறன் பெற்றவை. கேதாடு மற்றும் ஆனோடு உள்ளிட்ட எலெக்ட்ரோடுகள் வழியே மின்சாரத்தை செலுத்தும்போது, எலெக்ட்ரான்கள், ஆனோடு பகுதியில் இருந்து கேதோடு பகுதிக்கு பாயும். இதன்மூலமாக மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

ஒருமுறை மட்டுமே பயன்படும் பேட்டரிகளில், இருவிதமான மின்சக்திகளிலும் சமநிலை வந்துவிட்டால், இதன் செயல்பாடு நின்றுவிடும்.

ரீசார்ஜ் செய்து மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுத்தப்படும் பேட்டரிகளில், வெளிப்புறத்திலிருந்து செலுத்தப்படும் மின்சாரத்தால், இருவகை மின்சக்திகளிலும் மாறி மாறி மின்னூட்டங்கள் பாய்வதால், பேட்டரி அதிகமுறை பயன்படுத்த தக்கதாய் உள்ளது.

ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம் : 1970ம் ஆண்டில், ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம், லித்தியம் அயனி பேட்டரிகள் குறித்த ஆய்வில் ஈடுபட்டார். அந்த காலங்களிலேயே, ரீசார்ஜபிள் பேட்டரிகளும் பயன்பாட்டில் இருந்துவந்தன. ஆனால், அவை பெரிய அளவிலும் குறைந்த சக்தி கொண்டதாகவும் இருந்தது. விட்டிங்ஹாம், சிறிய அளவிலான எடையுடனும் அதிக சக்தி திறன் கொண்டதுமான பேட்டரிகளை உருவாக்க முற்பட்டார். அப்போதைய ரீசார்ஜபிள் பேட்டரிகளில் உள்ள எலெக்ட்ரோலைட், எலெக்ட்ரோடுகளுடன் வினைபுரிந்து, பேட்டரியை சிதைத்துவிடுகிறது. இதன்காரணமாக, விட்டிங்ஹாமின் ஆய்வு அதிக முக்கியத்துவம் பெற்றது.

ஜான் பி குட்எனாப் : விட்டிங்ஹாம் வடிவமைத்த பேட்டரி, அறை வெப்பநிலையிலேயே இயங்குமாறு வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தது. இந்த பேட்டரியில், கேதோடு ஆக டைட்டானியம் டைசல்பைடு பயன்படுத்தப்பட்டு வந்தது. குட்எனாப், மெட்டல் சல்பைடுக்கு பதிலாக, மெட்டல் ஆக்சைடை பயன்படுத்தினார். இதன்காரணமாக, அந்த பேட்டரியின் செயல்திறன் இரண்டுமடங்கு அதிகரித்தது.

அகிரா யோஷினோ : பெட்ரோலிய தொழிற்சாலையில் கழிவு பொருளாக கிடைக்கும் பொருளை, யோஷினோ பயன்படுத்தி இலகுரக பேட்டரிகளை உருவாக்கினார். அந்த பேட்டரிகளே தற்போது பயன்பாட்டில் உள்ளது குறிப்பிடத்தக்கது.,