දැනගත යුතුම Solid-State Batteries.
Solid-state batteries (සොලිඩ් ස්ටේට් බැටරි) කියන්නේ අනාගතයේදී අපේ ස්මාර්ට්ෆෝන්, ලැප්ටොප් සහ විශේෂයෙන්ම විද්යුත් වාහන (EV) ක්ෂේත්රය සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් කරන්න පුළුවන් ඉතාමත් වැදගත් තාක්ෂණයක්. මේ ගැන සරලවම කිව්වොත්, අපි දැනට පාවිච්චි කරන සාමාන්ය Lithium-ion බැටරිවලට වඩා මේවා ගොඩක් ආරක්ෂිතයි වගේම කාර්යක්ෂමයි.
මෙන්න මේ තාක්ෂණය ගැන ඔබ දැනගත යුතුම කරුණු කිහිපයක්:
සාමාන්ය බැටරි සහ Solid State බැටරි අතර වෙනස
අපි දැනට පාවිච්චි කරන Lithium-ion බැටරිවල ඇතුළත "Electrolyte" කියලා හඳුන්වන දියරමය ද්රව්යයක් තියෙනවා. බැටරියක් ක්රියාත්මක වෙද්දී අංශු ගමන් කරන්නේ මේ දියරය හරහායි. හැබැයි Solid-state බැටරිවලදී මේ දියරය වෙනුවට ඝන ද්රව්යයක් (Solid ceramic, glass, or polymer) තමයි පාවිච්චි කරන්නේ. මේ වෙනස නිසා බැටරිය ඇතුළත ඉඩ ඉතිරි වෙනවා වගේම බැටරියේ ශක්තිය රඳවා ගැනීමේ හැකියාවත් වැඩි වෙනවා.
ඇයි මේ බැටරි මෙච්චර වැදගත් වෙන්නේ?
මේ තාක්ෂණයේ තියෙන ප්රධානම වාසිය තමයි ආරක්ෂාව. සාමාන්ය බැටරිවල තියෙන දියරය ඉක්මනින් ගිනි ගන්නා සුළුයි. බැටරිය ඕනෑවට වඩා රත් වුණොත් හෝ අනතුරක් වුණොත් ඒ දියරය නිසා බැටරිය පිපිරෙන්න පුළුවන්. හැබැයි Solid-state බැටරිවල ඝන ද්රව්යයක් තියෙන නිසා ගිනි ගැනීමේ අවදානම ඉතාමත් අඩුයි. ඒ වගේම මේවා ඉතා ඉක්මනින් චාර්ජ් කරන්න (Fast Charging) පුළුවන්. සාමාන්ය බැටරියක් පැය ගාණක් ගන්නා වැඩක් මේ බැටරි හරහා විනාඩි 10-15 කින් කරගන්න පුළුවන් වෙයි කියලා විශ්වාස කරනවා.
වැඩි ධාරිතාව සහ කල්පැවැත්ම
තවත් විශේෂ කරුණක් තමයි Energy Density එක. ඒ කියන්නේ එකම ප්රමාණයේ බැටරි දෙකක් ගත්තොත්, Solid-state බැටරියක සාමාන්ය බැටරියකට වඩා දෙගුණයක විතර විදුලියක් ගබඩා කරලා තියාගන්න පුළුවන්. මේක විද්යුත් වාහනවලට ලොකු වාසියක්, මොකද එක සැරයක් චාර්ජ් කළාම දැනට වඩා දෙගුණයක් දුර යන්න ඒ වාහනවලට පුළුවන් වෙනවා. ඒ වගේම මේ බැටරිවල ආයු කාලයත් (Lifespan) සාමාන්ය බැටරිවලට වඩා ගොඩක් වැඩියි.
දැනට තියෙන අභියෝග මොනවාද?
මේ හැම දෙයක්ම හොඳ වුණත්, මේ තාක්ෂණය තවමත් අපේ අතට බහුලව පත් නොවෙන්න හේතුවක් තියෙනවා. ඒ තමයි මේවා නිෂ්පාදනය කරන්න යන අධික පිරිවැය. දැනට තියෙන තාක්ෂණයට අනුව Solid-state බැටරියක් හදන්න යන වියදම වැඩියි. ඒ වගේම මහා පරිමාණයෙන් මේවා නිෂ්පාදනය කරන්න අවශ්ය කර්මාන්තශාලා තවම ලෝකය පුරා දියුණු වෙමින් පවතින මට්ටමේ තියෙන්නේ. ටොයොටා (Toyota), සැම්සුන් (Samsung) වගේ දැවැන්ත සමාගම් මේ වෙනකොටත් 2027-2028 වෙද්දී මේ බැටරි වෙළඳපොළට එවන්න ලොකු සූදානමකින් ඉන්නවා.
Solid-state batteries කියන්නේ අනාගතයේ අපේ ජීවිත සැහැල්ලු කරන, පරිසර හිතකාමී වගේම ඉතාමත් ආරක්ෂිත බැටරි තාක්ෂණයක්.
විද්යුත් වාහන (EV) සඳහා ඇති වැදගත්කම
Solid-state බැටරි තාක්ෂණය විද්යුත් වාහන (EV) ක්ෂේත්රයට කොතරම් වැදගත් ද කියනවා නම්, මෙය මේ ක්ෂේත්රයේ සිදුවන "මීළඟ දැවැන්ත විප්ලවය" ලෙසයි හැඳින්වෙන්නේ. වර්තමානයේ EV මිලදී ගැනීමට බොහෝ දෙනෙක් පසුබට වන ප්රධාන කරුණු කිහිපයකටම මේ හරහා විසඳුම් ලැබෙනවා.
විද්යුත් වාහන සඳහා මෙහි ඇති සුවිශේෂී වැදගත්කම කරුණු කිහිපයකින් පැහැදිලි කරන්න පුළුවන්:
1. ධාවන පරාසය (Range) දෙගුණ වීම
EV පරිශීලකයන්ට තියෙන ලොකුම ගැටලුවක් තමයි "Range Anxiety" එක, එහෙමත් නැත්නම් බැටරිය බැස්සොත් අතරමං වෙයි කියන බය. Solid-state බැටරිවල ශක්ති ඝනත්වය (Energy Density) ඉතා ඉහළයි. ඒ කියන්නේ දැනට වාහනයක තියෙන බැටරි පැක් එකේ ප්රමාණයටම මේ බැටරියක් සවි කළොත්, දැනට ලැබෙන දුර මෙන් දෙගුණයක දුරක් (උදාහරණයක් ලෙස කිලෝමීටර් 1000 කට වඩා වැඩි දුරක්) එකම චාර්ජ් එකකින් ගමන් කිරීමට හැකියාව ලැබෙනවා.
2. අතිශය වේගවත් ආරෝපණය (Ultra-fast Charging)
දැනට තියෙන හොඳම EV එකක් වුණත් සම්පූර්ණයෙන් චාර්ජ් කරන්න විනාඩි 30 සිට පැය කිහිපයක් දක්වා කාලයක් යනවා. හැබැයි Solid-state බැටරිවල තියෙන විශේෂත්වය තමයි, පෙට්රල් වාහනයකට තෙල් ගහන්න යන වෙලාව වගේ, එනම් විනාඩි 10-15 ක් වැනි ඉතා කෙටි කාලයකදී බැටරිය සම්පූර්ණයෙන් චාර්ජ් කිරීමට හැකි වීම. මෙය EV භාවිතය ඉතාමත් පහසු කරවනවා.
3. ගිනි ගැනීමේ අවදානම නැති වීම
අපි දන්නවා සමහර අවස්ථාවලදී EV බැටරි රත් වී ගිනි ගන්නා පුවත් අහන්න ලැබෙනවා. මේකට හේතුව Lithium-ion බැටරිවල තියෙන දියරමය Electrolyte එකයි. නමුත් Solid-state බැටරිවල ගිනි ගන්නා සුළු දියර නැති නිසාත්, අධික තාපයට ඔරොත්තු දෙන නිසාත් වාහනවල ආරක්ෂාව (Safety) උපරිම මට්ටමක පවතිනවා. මේ නිසා බැටරිය සිසිල් කරන්න අවශ්ය කරන සංකීර්ණ Cooling systems වල බර අඩු කරගන්නත් වාහන නිෂ්පාදකයන්ට පුළුවන්.
4. බැටරියේ බර සහ ඉඩ ඉතිරි වීම
සාමාන්යයෙන් EV එකක බරින් වැඩිම කොටස බැටරියයි. Solid-state බැටරි කුඩා සහ සැහැල්ලු නිසා වාහනයේ බර අඩු වෙනවා. වාහනයක බර අඩු වෙද්දී එහි කාර්යක්ෂමතාව ඉබේම වැඩි වෙනවා වගේම වාහනය ඇතුළත වැඩි ඉඩක් ලබා ගන්නත් නිර්මාණකරුවන්ට අවස්ථාව ලැබෙනවා.
ටොයොටා (Toyota) වැනි සමාගම් දැනටමත් ප්රකාශ කර තිබෙන්නේ ඔවුන්ගේ ඉදිරි Solid-state බැටරි සහිත වාහනවලට විනාඩි 10 කින් චාර්ජ් වී කිලෝමීටර් 1200 ක් පමණ යා හැකි වනු ඇති බවයි.
