मोटारींचा ‘मूड’ बदलणारे मेटल

डॉ. अनिल लचके
गुरुवार, 10 मे 2018

लिथियमचा वापर इलेक्‍ट्रॉनिक उपकरणांबरोबरच मोटारींच्या बॅटरीसाठीही होत आहे. वजनानं हलक्‍या असलेल्या आणि त्यातील लिथियमचा पुनर्वापर करता येईल अशा बॅटरींचं तंत्रज्ञान विकसित झालंय. बहुगुणी लिथियममुळे एकूणच जगात मोटारींचा ‘मूड’ बदलणार आहे.

लिथियमचा वापर इलेक्‍ट्रॉनिक उपकरणांबरोबरच मोटारींच्या बॅटरीसाठीही होत आहे. वजनानं हलक्‍या असलेल्या आणि त्यातील लिथियमचा पुनर्वापर करता येईल अशा बॅटरींचं तंत्रज्ञान विकसित झालंय. बहुगुणी लिथियममुळे एकूणच जगात मोटारींचा ‘मूड’ बदलणार आहे.

लि थियम हे एक विलक्षण मूलद्रव्य आहे. मूलद्रव्यांच्या तक्‍त्यात हायड्रोजन आणि हेलियमनंतर लिथियमचा क्रमांक लागतो. हा रुपेरी चकाकणारा धातू सर्वांत हलका आहे. सुरीनं कापता येईल, एवढा तो मऊ आहे. पाण्यावर किंवा तेलावर तो तरंगतो. कारण त्याची घनता पाण्याच्या निम्मी आहे. तो पाण्याबरोबर प्रक्रिया साधून सावकाशपणे हायड्रोजन वायू बनवतो. यासाठी तो तेलात ठेवावा लागतो. या धातूला ‘हाताळता’ येत नाही. कारण बाष्पयुक्त हवेच्या संपर्कात तो लालबुंद रंगात जळू लागतो. लिथियमच्या साठ्याला लागलेली आग विझवणं अवघड असते, कारण ही आग पाण्यामुळे अधिकच भडकते.  

लिथियमचा शोध स्वीडिश शास्त्रज्ञ योहान ऑगस्ट अर्फवेदसर यांनी एका दगडाचं रासायनिक परीक्षण करताना २०१ वर्षांपूर्वी, (१८१७) लावला. ग्रीक शब्द ‘लिथोस’ म्हणजे दगड. त्यामुळे नव्याने शोधलेल्या मूलद्रव्याचे नाव लिथियम ठेवले. त्याचे शुद्धीकरण हंफ्रे डेव्ही यांनी केले. नंतर त्याचे उपयोग लक्षात येऊ लागले. ग्रीस वंगणात लिथियम स्टीरिएट एकजीव केले, तर त्याचे गुणधर्म सुधारतात. ते विमान, ट्रक आणि मोटारीसह अनेक वाहनांमध्ये, तसेच यंत्रांमध्ये वंगणाकरिता वापरता येते. तांबे, ॲल्युमिनिअमसह त्याचे हलके आणि बहुपयोगी मिश्रधातूदेखील बनवतात. मन:शांतीसाठी किंवा मनोविकारांवर लिथियम कार्बोनेटसारखे क्षार औषध म्हणून वापरले जातात. यामुळे डॉक्‍टर त्यांचा उपयोग माणसाचा ‘मूड’ सांभाळण्यासाठी करतात.

आता लिथियम घरोघरी जाऊन पोचलंय. कारण लिथियमपासून उत्तम विद्युत-घट, म्हणजे बॅटरी (सेल) तयार होतात. लॅपटॉप, मोबाईल, डिजिटल कॅमेरा, मनगटी घड्याळे वगैरे इलेक्‍ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये लिथियमच्या बॅटरीचा उपयोग केलेला असतो. ती अनेकदा पुनर्भारित करता येते. हृदयाचे ठोके नियमित पडावेत म्हणून ज्यांना ‘पेसमेकर’ बसविलेला असतो त्याची बॅटरी किंवा मोटारीची बॅटरी असो; त्यात लिथियमचा वापर केलेला असतो. रॉकेटसाठी इंधन (प्रॉपेलंट), लेसर किरण निर्मिती, काच उत्पादन यासाठी लिथियम वापरतात. ऑस्ट्रेलिया, चिली, अर्जेंटिना आणि चीन हे देश लिथियमच्या उत्पादनात आघाडी राखून आहेत. दक्षिण अमेरिका खंडातील बोलिव्हियामध्ये लिथियमच्या क्षारांचे एक विशाल ‘रण’ आहे. जगात सध्या जेवढं लिथियम उत्पादित होत आहे, त्यातील २७ टक्के लिथियम बॅटरी उद्योगात वापरलं जात आहे. मागणी जास्त असल्याने या मूलद्रव्याची जगात कमतरता आहे.   
मोटारी चालविण्यासाठी वेगवेगळ्या बॅटऱ्यांचे संशोधन चालू असते. निकेल, मॅंगेनीज आणि कोबाल्टचे क्षार वापरून चांगल्या बॅटऱ्यांची निर्मिती होऊ शकते, असं संशोधकांनी सिद्ध केलंय. टेक्‍सास (ऑस्टिन) युनिव्हर्सिटीचे प्रो. जॉन गुडइनफ हे बॅटरी क्षेत्रातील पितामह आहेत. वयाने ९५ वर्षांचे झालेले असले तरी त्यांनी सतत संशोधन करून लिथियमवर्गीय उत्कृष्ट बॅटरी तयार केलेल्या आहेत. लिथियम-कोबाल्ट ऑक्‍साइड किंवा लिथियम आयॉन बॅटरीचे डिझाइन ही त्यांची सर्वोत्कृष्ट कामगिरी आहे. मोबाईलमध्ये त्याचा उपयोग केलेला आहे. पुनर्भारित करता येणाऱ्या बॅटरींवर त्यांचे ८०० शोधनिबंध आणि पाच ग्रंथ प्रकाशित झालेले आहेत.

सध्या वजनाने हलक्‍या असलेल्या आणि त्यातील लिथियमचा पुनर्वापर करता येईल अशा बॅटरींचं तंत्रज्ञान विकसित झालंय. या बॅटऱ्या एक सलग जोडाव्या लागतात. त्यांचा वापर वाढला तर पेट्रोलजन्य इंधनावर विसंबून राहावं लागणार नाही. पेट्रोल एकदा जळाले की त्याचा पुनर्वापर शक्‍य होत नाही. खनिज तेलाच्या आयातीसाठी भारताला २०१७ - १८ मध्ये नऊ हजार कोटी डॉलर खर्च करावे लागले. हा खर्च २०३०मध्ये एक लाख साठ हजार कोटी डॉलर इतका वाढेल. भारताने २०३० पर्यंत वाहने पूर्णतः इलेक्‍ट्रिकवर चालवली, तर खनिज तेलाच्या आयातीवरील खर्च सहा हजार कोटी डॉलरने कमी होईल. हा खर्च नंतर कमी होत राहील. कारण लिथियम पुन्हा पुन्हा वापरले जाईल. अर्थात, हे फक्त अंदाज आहेत. तथापि, चीन, अमेरिका आणि युरोपीय युनियन यांनी बॅटरी उत्पादन करण्यासाठी सर्वांगीण उत्तेजन दिलेले आहे. बॅटरीवरील मोटारी बहुतांशी प्रदूषणविरहित असतील. त्या फारसा आवाज आणि धूर करणार नाहीत. जर्मनी, चीन, जपान आणि फ्रान्समध्ये येत्या काही वर्षांमध्ये बॅटरीवर पळणाऱ्या मोटारी दिसतील.  

काही इलेक्‍ट्रॉनिक उपकरणे वापरताना बॅटरीतील लिथियम धातूचा स्फोट झाल्याची उदाहरणे घडलेली आहेत. बॅटरीची सुरक्षितता वाढावी म्हणून धातूच्या ऐवजी लिथियमचे क्षार वापरायला सुरवात झालीय. ‘रिचार्जेबल’ बॅटरी वापरली नाही तरी त्यातील विजेचा दाब हळूहळू कमी होतो. बॅटरी गरम झाल्यामुळे रसायनांची क्षमता कमी होते. याला आपल्याकडील लोक ‘मसाला’ संपला म्हणतात. इंग्लंडमध्ये या संदर्भातील संशोधन आणि विकास करण्यासाठी साडेसहा कोटी पौंड निधी देऊ केला आहे. यामुळे बॅटरीची किंमत कमीत कमी ठेवून उलट त्या बॅटरीतून जास्तीत जास्त वीजनिर्मिती आणि व्होल्टेज निर्माण करणे, जास्त वेळा ती पुनर्भारित करता येणे आणि त्यासाठी लागणारा वेळ मात्र कमी करणे, बॅटरी वापरात असताना त्याची सुरक्षितता वाढविणे, या प्रकारचे संशोधन केले जाईल. जपानमधील यासुंग कंपनीने एक लाख दोन हजार चारशे वेळा पुनर्भारित करता येतील अशी बॅटरी घडविलेली आहे ! लिथियम बॅटरीमधून पूर्वी एक किलोवॉट अवर वीजनिर्मितीकरिता एक हजार डॉलर खर्च यायचा. आता तो खर्च कमी होऊन २७२ डॉलरपर्यंत आलाय.

भारताने लिथियमच्या बॅटरीचे संशोधन करून निर्मिती केली पाहिजे. अमेरिकेतील ‘व्हरायन्ट मार्केट रिसर्च ग्रुप’ने लिथियम-आयॉन बॅटरीकरिता भारतात २०२४ मध्ये पाच हजार कोटी डॉलरची बाजारपेठ मिळेल असा अंदाज व्यक्त केलाय. जपानच्या सुझुकी, डेंसो आणि तोशिबा कंपन्या एकत्र येऊन लिथियम बॅटरीच्या उत्पादनासाठी १८ कोटी डॉलर खर्च करून भारतात प्रकल्पाची उभारणी करीत आहेत. भारतात लिथियमचे साठे फारसे नाहीत. त्यासाठी चीन किंवा अन्य देशांवर अवलंबून राहण्यापेक्षा सोडियमचा उपयोग करून बॅटरी बनवायची योजना आपल्या संशोधकांनी आखलेली आहे. आपल्याकडे सोडियम भरपूर आहे. दरम्यान, ‘इस्रो’ संस्थेने सुधारित लिथियम आयॉन बॅटरी केली असून, ती दोनशे डॉलर प्रतिकिलो वॉट अवर इतक्‍या किफायतशीर किमतीत वीजनिर्मिती करू शकते. येत्या काही वर्षांत लिथियम-आयॉन बॅटरीवर पळणाऱ्या मोटारींची संख्या तीस टक्‍क्‍यांपेक्षा अधिक वाढेल. थोडक्‍यात, म्हणजे लिथियममुळे एकूणच जगात मोटारींचा ‘मूड’ बदलणार आहे.

Web Title: dr anil lachke writes car mood article in editorial page