ಹಳೆಯ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಗೆ ಬರಲಿದೆ ಭಾರೀ ಬೇಡಿಕೆ

ಸುಸ್ಥಿರ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವಾಗಿ ಕಳೆದ ಒಂದು ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲೆಡೆ ಸೌರ ವಿದ್ಯುತ್‌ನ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚತೊಡಗಿತು. ಸೌರ ವಿದ್ಯುತ್‌ಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸೌರಫಲಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೌರ ಫಲಕ ತಯಾರಿಕಾ ಕಂಪೆನಿಗಳು ಅದರ ಜೀವಿತಾವಧಿ 25-30 ವರ್ಷ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಸೌರ ಫಲಕದ ಶಕ್ತಿಯ ಉಳಿತಾಯಕ್ಕೆ ಸರಾಸರಿ ಬ್ರೇಕ್ ಈವೆಂಟ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಸ್ಥಾಪನೆಯಾದ 6-10 ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. 10 ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೌರ ಫಲಕಗಳು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿ ಸೌರ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಆಗ ಹಳೆಯ ಫಲಕಗಳು ನಿಷ್ಟ್ರಯೋಜಕವಾಗುತ್ತವೆ. ನಿಷ್ಪ್ರಯೋಜಕವಾದ ಹಳೆಯ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಬಿಸಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದುವರೆಗೂ ಬಳಸಿ ಬಿಸಾಡಿದ ಲಕ್ಷಾನುಗಟ್ಟಲೆ ಹಳೆಯ ಸೌರ ಫಲಕಗಳು ನಿಷ್ಟ್ರಯೋಜಕಗಳಾಗಿದ್ದವು. ಆದರೆ ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಅವು ಮರುಬಳಕೆಗೆ ಬರುವ ಉಪಯುಕ್ತ ವಸ್ತುಗಳಾಗಲಿವೆ.

ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನ ಬಳಕೆಗೆ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿರುವುದು ಆಶಾದಾಯಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಾಗಿದೆ. ಕಳೆದ ಎರಡು ಮೂರು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಾ ದೇಶಗಳಲ್ಲೂ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿವೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳಿಗೆ ಇರುವ ಏಕೈಕ ತೊಂದರೆ ಎಂದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಬ್ಯಾಟರಿ. ಎರಡು ಮೂರು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕ್ಷಮತೆ ಕುಂದುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಪುನಃ ಹೊಸ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನೇ ಬಳಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಬ್ಯಾಟರಿ ಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮ ಪಡಿಸುವ ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಚೀನಿಯರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ.

ಚೀನೀ ಸಂಶೋಧಕರು ಹಳೆಯ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಂದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತೆಗೆದು, ಅದನ್ನು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯುತವಾದ ಆನೋಡ್‌ಗಳಾಗಿ ಮಾಡಲು ಒಂದು ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಸೌರಫಲಕಗಳಲ್ಲಿನ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಆನೋಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಭವನೀಯ ಘಟಕವಾಗಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಾಣಿಜ್ಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಆಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಕೆಲವೇ ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಚೀನಿಯರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. ಅದಕ್ಕಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬಳಸಲು ನಿರ್ಧರಿಸಿದರು. ನಮಗೆಲ್ಲಾ ತಿಳಿದಂತೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಅತ್ಯಂತ ಮಿತಕಾರಿ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿದೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಒಂದು ಅರೆವಾಹಕವಾಗಿದ್ದು, ಕೆಲವು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು, ಮೈಕ್ರೋಚಿಪ್‌ಗಳು, ಸೌರ ಕೋಶಗಳು, ರೆಕ್ಟಿಫೈಯರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸಾಧನಗಳಾದ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್, ಮೊಬೈಲ್, ಟಿ.ವಿ. ಮುಂತಾದ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಇಂತಹ ಅಮೂಲ್ಯ ನಿಧಿಯಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೆಚ್ಚು ಬಾಳಿಕೆ ಬರುವ ಬ್ಯಾಟರಿ ತಯಾರಿಸಲು ತಂತ್ರಜ್ಞರು ಮುಂದಾಗಿದ್ದಾರೆ. ಇದುವರೆಗೂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರಾಫೈಟನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಜಾಗತಿಕವಾಗಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಚೀನಾದ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಗ್ರಾಫೈಟ್ ರಫ್ತಿನ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ. ರಾಯಿಟರ್ಸ್ ಪತ್ರಿಕೆಯ ವರದಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವೆಹಿಕಲ್ ಆನೋಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಶೇ. 90ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಚೀನಾದಿಂದ ಬಂದಿದೆ. ಚೀನಾ ವಿಶ್ವದ ಅಗ್ರ ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಉತ್ಪಾದಕ ಮತ್ತು ರಫ್ತುದಾರ. ಕಳೆದ ವರ್ಷ ಅಮೆರಿಕ ಸೇರಿದಂತೆ ಕೆಲವು ದೇಶಗಳು ಚೀನಾದ ಗ್ರಾಫೈಟ್‌ನ ರಫ್ತನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಿತು. ಇದರಿಂದ ಗ್ರಾಫೈಟ್‌ನ ಬೇಡಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಿತು.

ಒಂದೆಡೆ ಪ್ರಪಂಚದ ಗ್ರಾಫೈಟ್ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳು ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ. ಇನ್ನೊಂದೆಡೆ ಗ್ರಾಫೈಟ್‌ನ ಬೇಡಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಿದೆ. ಇದನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಕೆಲವು ಉದ್ಯಮಗಳು ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುವತ್ತ ಚಿತ್ತ ಹರಿಸಿದವು. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿದ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡದವರು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಆನೋಡ್ ಬದಲಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆನೋಡ್ ಬಳಸಲು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು. ಚೈನೀಸ್ ಅಕಾಡಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್ ಮತ್ತು ಕಿಂಗ್ಡಾವೊ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಬಯೋಎನರ್ಜಿ ಮತ್ತು ಬಯೋಪ್ರೊಸೆಸ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಜಂಟಿಯಾಗಿ ಈ ಪ್ರಯತ್ನಕ್ಕೆ ಕೈ ಹಾಕಿದ್ದಾರೆ.

ಹಳೆಯ ಸೌರ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಅಥವಾ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಪುಡಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಚಿಕ್ಕ ಚಿಕ್ಕ ಕಣಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಕಣಗಳನ್ನು ಲಿಥಿಯಂ ಹೆಕ್ಸಾಫ್ಲೋರೋಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮತ್ತು ಒಂದೆರಡು ಕಾರ್ಬನ್ ಆಧಾರಿತ ದ್ರಾವಕಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಮತ್ತು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಕ್ಕೆ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಈ ಸೂತ್ರವು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು.

ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ಸೂತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಹೊಸ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅದು 200 ಬಾರಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ಅದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಶೇ. 83ರಷ್ಟನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಂಡಿರುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಇದು ಪ್ರತೀ ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗೆ 341 ವ್ಯಾಟ್/ಗಂಟೆಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು. ಇದು ವಾಣಿಜ್ಯ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ತಿಳಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಬಿಸಾಡಿದ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಂದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಸುಸ್ಥಿರ ಸೋರ್ಸಿಂಗ್ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ತ್ಯಾಜ್ಯದ ಆರ್ಥಿಕ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುತ್ತದೆ. ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಮೌಲ್ಯಯುತವಾದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಘಟಕಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದರಿಂದ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕ್ವಿಂಗ್‌ಡಾವೊ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್‌ನ ಡಾ.ಟಿಯಾಂಟಿಯನ್ ಡಾಂಗ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ಸಂಶೋಧಕರು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿದರು ಮತ್ತು ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು. ಅದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಗ್ರಾಫೈಟ್ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರಿಡ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಎನರ್ಜಿ ಸ್ಟೋರೇಜ್ ಎರಡರಲ್ಲೂ ಹೊಸ ಮಾದರಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಇದರಿಂದ ನಿಷ್ಪ್ರಯೋಜಕ ಎಂದು ಬಿಸಾಡಿದ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಗೆ ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಭಾರೀ ಬೇಡಿಕೆ ಬರಲಿದೆ. ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಪೂರಕವಾದ ಇಂತಹ ಇನ್ನಷ್ಟು ನವೀನ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಬಳಕೆ ಸ್ನೇಹಿಯಾಗಿರಲಿ ಎಂಬುದೇ ನಮ್ಮ ಆಶಯ.