ന്നത്തെ ലോകത്ത് സര്‍വവ്യാപിയായ ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യ. നമ്മള്‍ പലപ്പോഴും ശ്രദ്ധിക്കാതെ പോകുന്ന ഒരു സാധനം. നമ്മുടെ ഡിജിറ്റല്‍ ജീവിതങ്ങള്‍ മുന്നോട്ടുനീക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന ഒരു വസ്തു. മൊബൈലും ലാപ്‌ടോപ്പും ഇലക്ട്രിക് കാറും റോബോട്ടും ഒക്കെ ഊര്‍ജത്തിനായി ആശ്രയിക്കുന്ന, രസതന്ത്രത്തിനുള്ള ഇക്കഴിഞ്ഞ നൊബേല്‍ സമ്മാനം കിട്ടിയ 'ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററി'യാണ് ഈ കുഞ്ഞുതാരം.

5 ജിയുടെ വരവും വീട്ടിലും ഫാക്ടറികളിലും കൈയിലും കാലിലും ഒക്കെ സെന്‍സറുകള്‍ ഘടിപ്പിച്ചുള്ള വിവരശേഖരണവും വിശകലനവും നടത്തി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ഇന്റര്‍നെറ്റ് ഓഫ് തിങ്സിന്റെ കുതിച്ചുചാട്ടവും ഡിജിറ്റല്‍ലോകം കാത്തിരിക്കുകയാണ്. ഈ വിപ്ലവത്തിനുള്ള ഊര്‍ജം ആകട്ടെ ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററികളില്‍ നിന്നാകും വരിക. ഇന്നത്തേതിലും മികച്ച ബാറ്ററികള്‍... ഊര്‍ജസാന്ദ്രത കൂടിയ ബാറ്ററികള്‍... പതിനായിരക്കണക്കിന് തവണ ചാര്‍ജ് ചെയ്യാന്‍ കഴിയുന്ന ബാറ്ററികള്‍... സുരക്ഷാകാര്യത്തില്‍ നല്ലവണ്ണം പ്രാമുഖ്യം നല്‍കുന്നവ.

നമുക്കെല്ലാമുള്ള ഒരു പ്രശ്‌നമാണ് 'ഈ ബാറ്ററി പോരാ' എന്ന തോന്നല്‍. മൊബൈല്‍ ഫോണായാലും സ്മാര്‍ട്ട് വാച്ചായാലും എന്ത് വമ്പന്‍ ഫീച്ചറുകള്‍ നമ്മുടെ മുന്നില്‍ വെച്ചുനീട്ടിയാലും നമ്മളെല്ലാം ചോദിക്കുന്ന ചോദ്യം, 'ബാറ്ററി എത്ര നാള്‍ നില്‍ക്കും?'. നല്ല ഉഗ്രന്‍ ബാറ്ററിയല്ലെങ്കില്‍, എന്ത് ഫീച്ചര്‍ ഉണ്ടായിട്ടെന്തുകാര്യം. ഇലക്ട്രോ കെമിസ്റ്റുകളുടെ മുന്നിലുള്ള ജോലി എളുപ്പമല്ല. ചെറിയമാറ്റങ്ങള്‍കൊണ്ട് വലിയ ഗുണമില്ലെന്ന് അവര്‍ക്കെല്ലാം അറിയാം. ഒരു വിപ്ലവാത്മകമായ മാറ്റംകൊണ്ട് മാത്രമേ ഈ രംഗത്തെ പ്രതീക്ഷകള്‍ക്കൊത്ത് ഉയരാന്‍ സഹായിക്കൂ. പ്രതീക്ഷയ്ക്ക് വകയുണ്ടോ? ഭാവിയിലെ ബാറ്ററികള്‍ അക്ഷയപാത്രങ്ങള്‍ ആയിരിക്കുമോ? (ഇല്ല)

കോര്‍ണല്‍ സര്‍വകലാശാല നടത്തിയ പഠനപ്രകാരം 3 ഡി പ്രിന്റിങ് സാങ്കേതികവിദ്യയായിരിക്കും ഈ ബാറ്ററികളുടെ ഭാവി പ്രതീക്ഷ. ചെറുതും, ഇന്നത്തേതില്‍നിന്ന് മികച്ചതുമായ ബാറ്ററികള്‍ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയിലൂടെ ഉത്പാദിപ്പിക്കാന്‍ സാധിക്കുമെന്നാണ് ഇവരുടെ വാദം. 3 ഡി പ്രിന്റിങ് എന്നാല്‍, എന്താണെന്ന് അറിയാമല്ലോ.

എളുപ്പത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ഇതൊരു നിര്‍മാണപ്രക്രിയയാണ്. മോഡലുകള്‍ മുതല്‍ ഭക്ഷണ സാധനങ്ങള്‍ വരെ, കെട്ടിടങ്ങള്‍ മുതല്‍ യന്ത്രഭാഗങ്ങള്‍ വരെ നിര്‍മിക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യ. പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നതുപോലെ 'പ്രിന്റിങ്' ആണ് കാതലായ പ്രക്രിയ. ഒരു കടലാസില്‍ പ്രിന്റ് ചെയ്യുകയല്ല, മറിച്ച് പാളികളായി പ്രിന്റ് ചെയ്ത് ത്രിമാനവസ്തു നിര്‍മിക്കുകയാണ് ഇവിടെ ചെയ്യുന്നത്.

3 ഡി പ്രിന്റിങ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് പല വലിപ്പത്തിലും രൂപങ്ങളിലും ബാറ്ററികള്‍ പ്രിന്റ് ചെയ്യാന്‍ സാധിക്കുമെന്നാണ് ഈ ഗവേഷകരുടെ വാദം. പക്ഷേ, അതിനുള്ളിലെ രസതന്ത്രം കാര്യങ്ങള്‍ ബുദ്ധിമുട്ടാകുമോ? നിഷ്‌ക്രിയ വസ്തുക്കള്‍ ഒന്നുമല്ല, പക്ഷേ, 'ജീവനുള്ള' ആനോഡും കാതോഡും ഒക്കെ പ്രിന്റ് ചെയ്താല്‍ വിചാരിച്ചപോലെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുമോ? കടമ്പകള്‍ പലതുണ്ട് കടക്കാന്‍.

നിര്‍മാണവസ്തുക്കള്‍ 3 ഡി പ്രിന്റിങ്ങിന് അനുയോജ്യമായ തരത്തില്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടണം. പ്രിന്റ് ചെയ്യപ്പെട്ട വസ്തുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള വൈദ്യുതസംബന്ധമായ, രസതന്ത്രപരമായ ബന്ധങ്ങള്‍ ശരിയായിരിക്കണം. ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാല്‍ ഒരു കളിപ്പാട്ടം പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നതുപോലെ ലളിതമല്ല.

ഇതൊക്കെ കുറ്റമറ്റതായി ഒറ്റത്തവണ പ്രവര്‍ത്തിച്ചാലും പോരാ, പതിനായിരക്കണക്കിന് തവണ ചാര്‍ജ് ചെയ്യപ്പെടണം, സുരക്ഷിതമായിരിക്കണം. കോര്‍ണല്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ഗവേഷണം നിര്‍മാണവസ്തുക്കളില്‍ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതിന്റെ പ്രാധാന്യം അടിവരയിട്ട് പറയുന്നു.

കേസിങ്ങും ഇലക്ട്രോഡും ഇലക്ട്രോലൈറ്റും അടങ്ങുന്ന മെച്ചപ്പെട്ട ബാറ്ററി പ്രിന്റ് ഭാവിയില്‍ 3 ഡി പ്രിന്റ് ചെയ്ത് ഉത്പാദിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയുമെന്നാണ് ഈ പ്രതീക്ഷയ്ക്ക് വകനല്‍കുന്ന പ്രബന്ധത്തില്‍ പറയുന്നത്. നിര്‍മാണത്തിന്റെ വേഗംകൂട്ടാനും, നിര്‍മാണ പ്രക്രിയയിലുള്ള നഷ്ടം കുറയ്ക്കാനും 3 ഡി പ്രിന്റിങ് സാങ്കേതികവിദ്യ സഹായിക്കും. ഇന്ന് ബാറ്ററികള്‍ക്ക് നിശ്ചിത രൂപങ്ങളാണല്ലോ. ഭാവിയില്‍ ഉത്പന്നങ്ങള്‍ ഡിസൈന്‍ ചെയ്യുമ്പോള്‍ അതിനു തക്കതായ രീതിയില്‍, ഇന്നത്തേതില്‍നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ രീതിയിലുള്ള ബാറ്ററികള്‍ ഉള്‍പ്പെടുത്താന്‍ 3 ഡി പ്രിന്റിങ് സഹായകമാകും.

പെപ്‌സിയും കൊക്കകോളയും അപ്പപ്പോള്‍ നിര്‍മിച്ചുതരുന്ന ഡിസ്‌പെന്‍സറുകള്‍ മാളുകളിലും റെയില്‍വേ സ്റ്റേഷനുകളിലും ശ്രദ്ധിച്ചിട്ടില്ലേ? ബാറ്ററി ബ്രാന്‍ഡുകള്‍ നല്‍കുന്ന അസംസ്‌കൃത പദാര്‍ത്ഥങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് നമുക്കാവശ്യമുള്ള രൂപത്തിലുള്ള ബാറ്ററികള്‍ നിര്‍മിച്ചുതരാന്‍ ത്രിമാന ബാറ്ററി പ്രിന്ററുകളുമായി ഇരിക്കുന്ന ബാറ്ററി വില്‍പ്പന കേന്ദ്രങ്ങളാണോ നമ്മളെ കാത്തിരിക്കുന്നത്?

കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ക്ക് ഈ പ്രബന്ധങ്ങള്‍ വായിക്കുക:

Evolution of 3D Printing Methods and Materials for Electrochemical Energy Storage (Vladimir Egorov & others)

Additive Manufacturing of Batteries (Yaokun Pang & others)

 

Content Highlights: Batteries, lithium ion battery, 3D printed batteries