कोबाल्ट के विकल्प, बैटरियों से यह खूनी हीरा

कच्चा कोबाल्ट अयस्क

1980 में जब जॉन गुडेनो ने ऑक्सफोर्ड में पहली रिचार्जेबल लिथियम आयन बैटरी बनाई [और अधिक सटीक रूप से, तो उन्होंने उसके लिए लगभग एक कैथोड विकसित किया / लगभग। पेरेव।], उन्हें कोबाल्ट की जरूरत थी। प्रयोगों ने पहले ही दिखाया है कि इस धातु में उच्च ऊर्जा घनत्व है और यह छोटी बैटरी के लिए आदर्श है जिसमें बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए, गुडेनाफ ने कोबाल्ट को बहुत उच्च तापमान पर गर्म करने वाले अग्रदूतों को निकाला।

आज, कोबाल्ट अधिकांश वाणिज्यिक लिथियम-आयन बैटरी में मौजूद है - लेकिन आपको इसके लिए भुगतान करना होगा। हां, चांदी की यह धातु महंगी है। लेकिन इसका गहरा मूल्य है: मानव अधिकारों के उल्लंघन का एक लंबा इतिहास, जिसमें कांगो लोकतांत्रिक गणराज्य में धातु उत्पादन से संबंधित खनन में बच्चों का उपयोग शामिल है। इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिक कारों का निर्माण करने वाली कंपनियां इसके लिए भुगतान नहीं करना चाहती हैं और इन अत्याचारों में अपनी भागीदारी का प्रदर्शन करती हैं, इसलिए उन्होंने इस्तेमाल किए गए कोबाल्ट की मात्रा पर वापस कटौती करने की कोशिश की। टेस्ला के लिए बैटरी आपूर्तिकर्ता पैनासोनिक ने जून में बैटरी के विकास की घोषणा की , जिसमें कोबाल्ट की आवश्यकता नहीं होती है। उन्होंने वैज्ञानिकों की मदद की घोषणा की: गुडेनाफ और अन्य विशेषज्ञों ने पहले से ही रिचार्जेबल बैटरी विकसित की है जिन्हें कोबाल्ट की आवश्यकता नहीं है।


खनिक पूर्व औद्योगिक कोबाल्ट-तांबे की खदान में काम करता है, जो दक्षिणी कांगो के लुआलाबा प्रांत की राजधानी कोलवेज़ी के पास है। जून 2016।

बैटरियों के पास एक एनोड होता है, एक सकारात्मक अंत, आमतौर पर ग्रेफाइट और कैथोड का उपयोग करके, एक नकारात्मक अंत, जिसमें लिथियम, कोबाल्ट और ऑक्सीजन का संयोजन होता है। सबसे अधिक संभावना है, आप इस तरह की बैटरी वाले डिवाइस से इस पाठ को पढ़ रहे हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों में, कैथोड में आमतौर पर छोटे उपकरणों की तुलना में अधिक निकल होता है - जो कोबाल्ट आपूर्ति श्रृंखला पर दबाव को कम करता है, लेकिन ऐसी बैटरी आमतौर पर अधिक महंगी होती हैं और विमान में सहज दहन के अधिक जोखिम में होती हैं, जैसे कि कुख्यात सैमसंग गैलेक्सी 7 में। परमाणु की बाहरी कक्षा में इलेक्ट्रॉन कोबाल्ट को युग्मित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि यह छोटा, घना है और आसानी से परतें बनाता है।

लेकिन गुडेनाफ सहित बैटरी शोधकर्ताओं की एक नई लहर मैंगनीज और लोहे जैसी सामग्री के लिए आगे बढ़ रही है। परतों के बजाय, इन तत्वों को सेंधा नमक के समान संरचना में बांधा जाता है । सेंधा नमक कैथोड पहले से ही कुछ उपकरणों में उपयोग किया जाता है, लेकिन अभी तक उन्हें कोबाल्ट या निकल के समान उच्च ऊर्जा घनत्व की कमी है।

शोधकर्ताओं और कंपनियों के विकल्प खोजने की कोशिश कर रहे हैं। "कोबाल्ट महंगा है, और लोग इसे इस्तेमाल नहीं करने की कोशिश करेंगे," गुडेनफ कहते हैं, अभी भी टेक्सास विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं। पिछले दो वर्षों में, कोबाल्ट की लागत चौगुनी हो गई है , और यद्यपि शेर के हिस्से का उपयोग हाथ में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों द्वारा किया जाता है, इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी को टेलीफोन की तुलना में लगभग 1000 गुना अधिक कोबाल्ट की आवश्यकता होगी। और मानवजनित जलवायु परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए, अधिक से अधिक लोग आंतरिक दहन इंजन को विद्युत में बदल रहे हैं। और अगर यह प्रवृत्ति ग्रह के लिए उपयोगी हो सकती है, तो कोबाल्ट की कीमतों में वृद्धि जारी है।

कोबाल्ट अन्य धातुओं के उत्पादन का एक उप-उत्पाद है, जैसे कि निकल और तांबा, लेकिन यह पृथ्वी की पपड़ी और स्वतंत्र रूप से भी मौजूद है, और इसके निष्कर्षण के लिए खदानें ज्यादातर कांगो में स्थित हैं। 2016 में, वाशिंगटन पोस्ट ने पहले अज्ञात कोबाल्ट आपूर्ति श्रृंखला की जांच की, और बाल श्रम के उपयोग और आवश्यक उपकरणों की कमी का खुलासा किया।

बेशक, अयस्क खनन के खतरों से बचने का एक और तरीका है: पुन: उपयोग। लेकिन लिथियम-आयन बैटरी इतने लंबे समय तक चलती है कि अगले 10 वर्षों में, उन्हें खरीदने वालों की संख्या से छुटकारा मिल जाएगा, एमटीआई में ऊर्जा स्रोतों के प्रोफेसर एल्सा ओलिवेट्टी बताते हैं। पिछले अक्टूबर में, उसने एक पेपर प्रकाशित किया, जिसमें कहा गया कि कोबाल्ट की आपूर्ति को अगले कुछ वर्षों में मांग को पूरा करने के लिए बहुत तेज़ी से बढ़ाना होगा, खासकर इलेक्ट्रिक वाहनों की संख्या में वृद्धि के साथ। पिछले आठ महीनों में कैथोड विकास और कोबाल्ट खनन में प्रगति के बावजूद, "मुझे लगता है कि सामान्य निष्कर्ष यह है कि हमें कोबाल्ट के बारे में सावधानी से सोचना होगा," वह लिखती हैं। "लेकिन लोग पहले से ही ऐसा करने लगे थे," फॉस्फोरस और लोहे जैसे उच्च ऊर्जा घनत्व वाले स्थिर पदार्थों के साथ कैथोड विकसित करना।

लेकिन शोधकर्ता स्तरित और रॉक नमक बैटरी से आगे जाने के तरीके की तलाश कर रहे हैं - वे ठोस राज्य बैटरी विकसित कर रहे हैं। उन्हें अधिक लिथियम की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन जरूरी नहीं कि कोबाल्ट, और वे आधुनिक लिथियम आयन बैटरी की तुलना में अधिक सुरक्षित होंगे। बीडब्ल्यूएम, टोयोटा और होंडा जैसी मोटर वाहन कंपनियां इस तरह की बैटरी पर शोध कर रही हैं, लेकिन ओलिवेट्टी का मानना ​​है कि यह तकनीक 2025 तक बाजार में प्रवेश करने के लिए तैयार नहीं होगी। तब तक, कंपनियां कोबाल्ट बैटरी के प्रभाव को कम करने की कोशिश करेंगी। Apple और सैमसंग जैसी कंपनियां आपूर्ति श्रृंखला के सबसे खराब सामाजिक और पर्यावरणीय प्रभावों को दूर करने के लिए जिम्मेदार कोबाल्ट पहल में शामिल हुई हैं। हाल ही में, Apple ने खनिकों से सीधे कोबाल्ट खरीदना शुरू किया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि आपूर्तिकर्ता अपने कार्यस्थलों पर स्वीकार्य कार्य मानकों को प्राप्त करें।

गुडएनफ अभी भी कोबाल्ट के साथ काम करता है, हालांकि वह 96 साल का है। और यद्यपि उन्होंने एक बैटरी विकसित की जो कोबाल्ट के बिना काम करती है, वह यह नहीं सोचते हैं कि बैटरी के दिन हमारे कानों से एक मिलीमीटर खर्च किए गए हैं। उनका कहना है कि हालांकि कोबाल्ट की लागत अधिक है, इसकी मूल लिथियम-आयन बैटरी डिज़ाइन अभी भी काफी अच्छी है [आविष्कारक गुडेनफ के अंतिम नाम में दो शब्द हैं, काफी अच्छा, जिसका अर्थ है "अच्छा पर्याप्त" / लगभग। ट्रांस।]।