سوڈیم بیٹریاں: توانائی کے ذخیرے کے میدان میں ایک ابھرتا ہوا آپشن

قابل تجدید اور صاف توانائی کی بڑھتی ہوئی عالمی مانگ کے ساتھ، موثر اور پائیدار توانائی کے حل تیزی سے اہم ہوتے جا رہے ہیں۔ لتیم وسائل کی کمی کی وجہ سے، سوڈیم بیٹریاں 2010 سے ملکی اور بین الاقوامی سطح پر اکیڈمی اور انڈسٹری کی طرف سے بڑے پیمانے پر توجہ حاصل کی گئی ہے، اور متعلقہ تحقیق میں تیزی سے اضافہ ہوا ہے۔ 

فی الحال، سوڈیم بیٹریاں لیبارٹری کے مرحلے سے مارکیٹ ایپلی کیشن میں منتقل ہو چکی ہیں۔ دنیا بھر میں بہت سی کمپنیاں، جیسے کہ چین کی ننگدے ٹائمز اور جاپان کی کشیدا کیمیکل، نے سوڈیم بیٹریوں کے لیے اپنی صنعتی ترتیب تیار کرنا شروع کر دی ہے۔ 

جون 2018 میں، ZhongkeHaina نامی ایک چینی کمپنی نے دنیا کی پہلی سوڈیم بیٹری (72V, 80Ah) کم رفتار الیکٹرک گاڑی لانچ کی، اور جون 2021 میں، کمپنی نے 1MWh سوڈیم بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کا نظام شروع کیا۔ 

یہ مضمون سوڈیم بیٹریوں کی خصوصیات، فوائد، تجارتی قدر، اور مستقبل میں ترقی کے امکانات کو تلاش کرتا ہے۔

کی میز کے مندرجات
سوڈیم بیٹریاں کیسے کام کرتی ہیں۔
سوڈیم بیٹریوں کے فوائد اور خصوصیات
سوڈیم بیٹریوں کی درخواست کی حد
سوڈیم بیٹریوں کی مارکیٹ کے امکانات اور ترقی کے رجحانات
نتیجہ

سوڈیم بیٹریاں کیسے کام کرتی ہیں۔

سوڈیم بیٹری ایک ثانوی (ریچارج ایبل) بیٹری ہے جو بنیادی طور پر کام کرنے کے لیے مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے درمیان سوڈیم آئنوں کی نقل و حرکت پر انحصار کرتی ہے۔ ایک سوڈیم بیٹری ایک مثبت الیکٹروڈ، ایک منفی الیکٹروڈ، ایک کرنٹ کلیکٹر، ایک الیکٹرولائٹ، اور ایک جداکار پر مشتمل ہوتی ہے۔ 

سوڈیم بیٹریوں کے کام کرنے کا اصول لتیم آئن بیٹریوں کی طرح ہے۔ چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران، سوڈیم آئن دو الیکٹروڈ کے درمیان آگے پیچھے ہوتے ہیں۔ چارج کرتے وقت، سوڈیم آئنوں کو مثبت الیکٹروڈ سے ڈی-انٹرکیلیٹ کیا جاتا ہے اور الیکٹرولائٹ کے ذریعے منفی الیکٹروڈ میں سرایت کیا جاتا ہے۔ خارج ہونے کے دوران، عمل الٹ جاتا ہے، منفی الیکٹروڈ سے سوڈیم آئنوں کو نکالا جاتا ہے، الیکٹرولائٹ سے گزر کر مثبت الیکٹروڈ مواد میں ایک دوسرے سے جڑ جاتا ہے، مثبت الیکٹروڈ کو سوڈیم سے بھرپور حالت میں بحال کرتا ہے۔

سوڈیم بیٹریوں کے فوائد اور خصوصیات

روایتی لتیم آئن بیٹریوں کے مقابلے میں، سوڈیم بیٹریاں کچھ منفرد فوائد اور خصوصیات رکھتی ہیں۔

مثال کے طور پر، سوڈیم بیٹریاں نسبتاً کم لاگت والی ہیں۔ سوڈیم بیٹریاں بنیادی طور پر سوڈیم نمکیات سے بنتی ہیں، جو لتیم نمکیات سے زیادہ وافر اور سستی ہوتی ہیں۔ اس کے علاوہ، سوڈیم بیٹریاں مینگنیج نکل پر مبنی مواد کو مثبت الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کرتی ہیں، جس کے لیے نایاب اور مہنگی کوبالٹ یا نکل دھاتوں کے استعمال کی ضرورت نہیں ہوتی، جس سے مادی اخراجات میں مزید کمی آتی ہے۔ لہذا، سوڈیم بیٹریوں کی مجموعی مینوفیکچرنگ لاگت نسبتاً کم ہے۔

دوم، سوڈیم بیٹریاں بہت محفوظ ہیں۔ ان کی اندرونی مزاحمت زیادہ ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں شارٹ سرکیٹنگ کے دوران گرمی کی پیداوار کم ہوتی ہے۔ لہذا، وہ چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران زیادہ مستحکم ہوتے ہیں اور کم حفاظتی خطرات جیسے دہن یا دھماکوں کے ذریعے لاحق ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سوڈیم توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں میں استعمال کے لیے کم درجہ حرارت کی پابندیاں ہوتی ہیں اور یہ زیادہ یا کم درجہ حرارت میں بھی عام طور پر کام کر سکتی ہیں۔

تیسرا، سوڈیم بیٹریاں زیادہ ماحول دوست ہوتی ہیں کیونکہ ان میں زہریلے یا بھاری دھات کے عناصر جیسے لیڈ اور مرکری شامل نہیں ہوتے۔ دوسری قسم کی بیٹریوں کے مقابلے میں، سوڈیم بیٹریاں بھی پیداوار، استعمال اور ری سائیکلنگ کے دوران ماحول پر کم منفی اثرات مرتب کرتی ہیں۔

چوتھا، وہ ایک طویل سروس کی زندگی ہے. سوڈیم بیٹریاں کئی ہزار گنا یا اس سے زیادہ چارج کر سکتی ہیں، جو روایتی لیڈ ایسڈ بیٹریوں یا لیتھیم آئن بیٹریوں سے نمایاں طور پر زیادہ ہے۔ لہذا، سوڈیم بیٹریوں کا استعمال بیٹری کی تبدیلی کے اخراجات اور دیکھ بھال کے اخراجات کو کم کر سکتا ہے۔

سوڈیم بیٹریوں کی درخواست کی حد

سوڈیم بیٹریوں کا ایک منفی پہلو یہ ہے کہ لیتھیم بیٹریوں کے مقابلے میں، ان میں توانائی کی کثافت کم ہوتی ہے، مطلب یہ ہے کہ انہیں ذخیرہ شدہ توانائی کی اتنی ہی مقدار کے لیے زیادہ جگہ درکار ہوتی ہے اور استعمال کی جگہ پر کچھ حدود ہوتی ہیں۔ اس لیے توقع کی جا رہی ہے کہ ان کا اطلاق سب سے پہلے کم رفتار الیکٹرک گاڑیوں میں کیا جائے گا۔ جیسے جیسے انڈسٹری پختہ ہو رہی ہے، اس بات کا امکان ہے کہ سوڈیم بیٹریاں آہستہ آہستہ توانائی کے ذخیرہ کرنے کے منظرناموں پر لاگو ہوں گی جیسے قابل تجدید توانائی کا ذخیرہ، گھریلو، اور گرڈ پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے وغیرہ۔

ان کی کم صلاحیتوں کے باوجود، سوڈیم بیٹریوں کی جامع کارکردگی اس کے باوجود لیڈ ایسڈ بیٹریوں سے بہتر ہے۔ سبز ترقی اور ماحولیاتی تحفظ کے عالمی رجحان کے تحت، قلیل المدتی، زیادہ آلودگی پھیلانے والی لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو سوڈیم بیٹریوں سے تبدیل کرنا عام رجحان بنتا دکھائی دیتا ہے۔ سوڈیم بیٹریوں کی صنعت کاری ابھی بھی ابتدائی دور میں ہے، لیکن بعد میں آنے والے اخراجات میں کمی کی توقع کی جاتی ہے اور آخر کار یہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں سے کم ہو جاتی ہیں، جس سے بڑے پیمانے پر صنعتی ایپلی کیشنز کو قابل بنایا جا سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، ان کی کم قیمت اور طویل سروس کی زندگی کی وجہ سے، سوڈیم بیٹریاں بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام میں منفرد فوائد رکھتی ہیں۔ روایتی لیتھیم آئن بیٹری سسٹمز کے مقابلے میں، سوڈیم بیٹریوں کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے انرجی سٹوریج سسٹم توانائی کی ضروریات کو زیادہ اقتصادی اور قابل اعتماد طریقے سے پورا کر سکتے ہیں۔ اس لیے سوڈیم بیٹریاں توانائی کے نئے ذرائع، جیسے شمسی اور ہوا کی طاقت سے اضافی بجلی کو ذخیرہ کرنے میں اہم کردار ادا کریں گی۔ ان قابل تجدید توانائی کے ذرائع کے عدم استحکام کا مطلب ہے کہ توانائی کی فراہمی میں اتار چڑھاؤ آتا ہے، جس سے سوڈیم بیٹریاں توانائی کے نئے ذرائع سے اضافی بجلی ذخیرہ کرنے کے لیے ایک مثالی انتخاب بنتی ہیں۔

سوڈیم بیٹریوں کی مارکیٹ کے امکانات اور ترقی کے رجحانات

پائیدار ترقی اور صاف توانائی کے ذرائع پر بڑھتی ہوئی توجہ کے ساتھ، سوڈیم بیٹریوں کے لیے مارکیٹ کے امکانات وسیع ہیں، اور امکان ہے کہ وہ مستقبل میں توانائی کی منتقلی میں اہم کردار ادا کریں گے۔ توانائی ذخیرہ کرنے اور الیکٹرک گاڑیوں کے شعبوں میں تیزی سے ترقی کے ساتھ، سوڈیم بیٹریوں کی مارکیٹ میں توسیع کے لیے کافی گنجائش موجود ہے۔

اس طرح، سوڈیم بیٹریوں کے میدان میں مارکیٹ کے اثر و رسوخ کا مقابلہ اگلی دہائی میں عالمی توانائی کی ٹیکنالوجی کے لیے ایک نیا میدان جنگ بن جائے گا اور یہ پرائمری اور سیکنڈری دونوں مارکیٹوں میں سرمایہ کاری کا مرکز بنے گا۔ ای وی ٹینک کی پیشین گوئیوں کے مطابق، سوڈیم بیٹریوں کے لیے 135GWh کی ایک وقف شدہ پیداواری لائن کی گنجائش 2023 تک الیکٹرک بیٹری انڈسٹری چین میں قائم ہو جائے گی، جبکہ سوڈیم بیٹریوں کی اصل ترسیل کا حجم 347 تک 2030GWh تک پہنچنے کی پیش گوئی کی گئی ہے۔ سوڈیم بیٹری کی ترسیل کی سالانہ شرح نمو کا تخمینہ 2024 فیصد ہے۔ 

اس وقت، سوڈیم بیٹری انڈسٹری چین میں متعلقہ ٹیکنالوجیز اب بھی پختہ ہو رہی ہیں۔ سوڈیم بیٹریوں کی صنعتی بڑے پیمانے پر پیداوار کو سمجھنے کے ابتدائی مرحلے میں، دو پہلوؤں کو ترجیح دینے کی ضرورت ہے: پہلا، بیٹری کی کارکردگی میں بہتری، بشمول توانائی کی کثافت اور سائیکل کی زندگی میں بہتری۔ تمام موجودہ ٹکنالوجی راستوں میں، تہہ دار آکسائیڈ-ہارڈ کاربن سسٹم میں توانائی کی کثافت سب سے زیادہ ہے اور توقع ہے کہ پہلے اسے تجارتی بنایا جائے گا۔ پروسیائی نیلے (سفید) اور پولی اینونک راستوں کی کم توانائی کی کثافت میں بھی بڑے مینوفیکچررز کی مسلسل ترقی کے ساتھ بتدریج بہتری کی توقع ہے، جس سے سوڈیم بیٹری کیتھوڈ مواد کے لیے مزید اختیارات پیدا ہوں گے۔ 

دوسرا، بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے لاگت کے تحفظات کو بھی کم کیا جانا چاہیے۔ زیادہ پختہ لتیم بیٹریوں کے مقابلے میں، سوڈیم بیٹریوں کی پیداواری لاگت ابھی تک مینوفیکچررز کے لیے فائدہ مند نہیں ہے۔ تاہم، جیسے جیسے بڑے مینوفیکچررز اپنی پیداوار میں بتدریج اضافہ کرتے ہیں اور بعد کے مرحلے کی پیداوار پختہ ہوتی جاتی ہے، توقع ہے کہ سوڈیم بیٹریوں کی قیمت لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی سطح تک گر جائے گی، جس سے زیادہ مسابقتی فائدہ حاصل ہو گا۔

نتیجہ

آخر میں، سوڈیم بیٹریاں، توانائی ذخیرہ کرنے کی ٹیکنالوجی کی ایک نئی نسل کے طور پر، اہم تجارتی قدر اور ترقی کے امکانات رکھتی ہیں۔ اپنی کم قیمت، بہتر حفاظت، طویل عمر، اور ماحولیاتی دوستی کے ساتھ، یہ فی الحال کم رفتار برقی گاڑیوں اور قابل تجدید توانائی کے ذخیرہ کے لیے بہترین انتخاب ہیں۔ پائیدار ترقی اور صاف توانائی پر بڑھتی ہوئی عالمی توجہ کے ساتھ، سوڈیم بیٹری کی مارکیٹ میں ترقی کی توقع ہے۔ آخر کار، جیسا کہ ٹیکنالوجی میں بہتری آتی جارہی ہے، سوڈیم بیٹریاں پورٹیبل بیٹریوں جیسے شعبوں میں وسیع تر ایپلی کیشنز تلاش کرنے کی توقع ہے، جو کہ ترقی کے وسیع تر امکانات کو بھی ظاہر کرتی ہے۔