کیا سوڈیم آئن توانائی کا ذخیرہ اگلا بڑا موقع ہے؟

یہ واضح ہے کہ توانائی کے نئے شعبے کی حد متوقع سے زیادہ ہے، جس میں اب بھی سرمایہ جمع ہو رہا ہے، بظاہر اگلی "عصری امپریکس ٹیکنالوجی" یا "BYD" کی تلاش میں ہے۔

جائزہ
سوڈیم آئن بیٹریاں (جسے "سوڈیم بیٹریاں" کہا جاتا ہے) ریچارج ایبل بیٹری کی ایک قسم ہے جو چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران کیتھوڈ اور اینوڈ کے درمیان سوڈیم آئنوں کو شٹل کرکے چلتی ہے۔ ان کے کام کرنے کا اصول اور ساخت وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی لتیم آئن بیٹریوں کی طرح ہے۔

سوڈیم اور لیتھیم دونوں عناصر کے ایک ہی گروپ سے تعلق رکھتے ہیں اور ایک جیسے "راکنگ چیئر" الیکٹرو کیمیکل چارجنگ اور ڈسچارج رویوں کی نمائش کرتے ہیں۔ سوڈیم آئن بیٹری کے چارجنگ کے عمل کے دوران، سوڈیم آئن کیتھوڈ سے الگ ہو کر انوڈ میں سرایت کر جاتے ہیں جب کہ الیکٹران بیرونی سرکٹ کے ذریعے سفر کرتے ہیں۔ انوڈ میں جتنے زیادہ سوڈیم آئن شامل ہوں گے، چارجنگ کی گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ اس کے برعکس، ڈسچارجنگ کے دوران، سوڈیم آئن انوڈ سے کیتھوڈ میں واپس آجاتے ہیں، اور زیادہ سوڈیم آئن واپس جانے کے ساتھ خارج ہونے کی صلاحیت میں اضافہ کرتے ہیں۔

کام کرنے کا اصول
سوڈیم آئن بیٹریوں کا کام کرنے والا اصول لیتھیم آئن بیٹریوں کے مشابہ ہے، جس میں چارج ٹرانسفر حاصل کرنے کے لیے سوڈیم آئنوں کو داخل کرنا اور نکالنا شامل ہے۔ خارج ہونے کے دوران، سوڈیم آئن انوڈ مواد سے باہر نکلتے ہیں اور کیتھوڈ مواد میں داخل ہوتے ہیں، الیکٹران انوڈ سے کیتھوڈ کی طرف بہہ کر توانائی جاری کرتے ہیں۔

چارجنگ کے دوران، سوڈیم آئن کیتھوڈ مواد سے الگ ہو جاتے ہیں اور الیکٹرولائٹ کے ذریعے انوڈ مواد میں چلے جاتے ہیں، جبکہ الیکٹران بیرونی سرکٹ کے ذریعے انوڈ مواد میں بہتے ہیں۔ مثالی طور پر، چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے دوران آئنوں کے داخل اور نکالنے سے مواد کی ساخت کو تبدیل نہیں کرنا چاہیے یا الیکٹرولائٹ کے ساتھ ضمنی رد عمل کا سبب نہیں بننا چاہیے۔ تاہم، موجودہ ٹکنالوجی کو سوڈیم آئنوں کے بڑے رداس کی وجہ سے چیلنجوں کا سامنا ہے، جو آئن داخل کرنے کے دوران مادی ساخت میں تبدیلی کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں سائیکل کی کارکردگی اور استحکام میں کمی واقع ہوتی ہے۔

فوائد
توانائی کی کثافت:سوڈیم آئن بیٹری کے خلیات میں عام طور پر 100-150 Wh/kg کی توانائی کی کثافت ہوتی ہے، جبکہ لتیم آئن بیٹری کے خلیات عام طور پر 120-200 Wh/kg کے درمیان ہوتے ہیں، ہائی نکل ٹرنری سسٹمز 200 Wh/kg سے زیادہ ہوتے ہیں۔ اگرچہ سوڈیم آئن بیٹریاں فی الحال ٹرنری لیتھیم بیٹریوں کے مقابلے میں کم توانائی کی کثافت رکھتی ہیں، لیکن وہ لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریوں (120-200 Wh/kg) اور لیڈ ایسڈ بیٹریوں (30-50 Wh/kg) کی توانائی کی کثافت کی حد کو جزوی طور پر اوورلیپ یا احاطہ کر سکتی ہیں۔

آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد اور حفاظت:سوڈیم آئن بیٹریاں درجہ حرارت کی وسیع رینج پر کام کرتی ہیں، عام طور پر -40 ° C سے 80 ° C تک۔ اس کے برعکس، ٹرنری لیتھیم آئن بیٹریاں عام طور پر -20°C اور 60°C کے درمیان کام کرتی ہیں، جس کی کارکردگی 0°C سے کم ہوتی ہے۔ سوڈیم آئن بیٹریاں -20 ° C پر 80% سے زیادہ اسٹیٹ آف چارج (SOC) کو برقرار رکھ سکتی ہیں۔ مزید برآں، زیادہ اندرونی مزاحمت کی وجہ سے، سوڈیم آئن بیٹریاں شارٹ سرکٹ کے دوران گرم ہونے کا کم شکار ہوتی ہیں، جو لیتھیم آئن بیٹریوں کے مقابلے میں زیادہ حفاظت کی پیشکش کرتی ہیں۔

کارکردگی کی شرح:سوڈیم آئن بیٹریوں کے چارج اور ڈسچارج ریٹ کی کارکردگی کا براہ راست تعلق الیکٹروڈ الیکٹرولائٹ انٹرفیس پر سوڈیم آئنوں کی منتقلی کی صلاحیت سے ہے۔ آئن کی منتقلی کی رفتار کو متاثر کرنے والے عوامل بیٹری کی شرح کی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔ مزید برآں، ہائی ریٹ چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے دوران اندرونی حرارت کی کھپت کی شرح حفاظت اور عمر کے لیے اہم ہے۔ ان کے کرسٹل ڈھانچے کی بدولت، سوڈیم آئن بیٹریاں اچھی شرح کی کارکردگی دکھاتی ہیں، جو انہیں توانائی ذخیرہ کرنے اور بڑے پیمانے پر بجلی کی فراہمی کے لیے موزوں بناتی ہیں۔

چارج کرنے کی رفتار:سوڈیم آئن بیٹریاں تقریباً 10 منٹ میں پوری طرح سے چارج ہو سکتی ہیں، جب کہ ٹرنری لیتھیم بیٹریاں کم از کم 40 منٹ لگتی ہیں، اور لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹریوں کو تقریباً 45 منٹ درکار ہوتے ہیں۔

صنعت کی درجہ بندی
سوڈیم آئن بیٹریاں مختلف اقسام میں آتی ہیں، بشمول سوڈیم سلفر بیٹریاں، سوڈیم سالٹ بیٹریاں، سوڈیم ایئر بیٹریاں، آبی سوڈیم آئن بیٹریاں، نامیاتی سوڈیم آئن بیٹریاں، اور سالڈ اسٹیٹ سوڈیم آئن بیٹریاں۔