சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் இந்தியாவிற்கு எவ்வாறு வெறும் தொழில்நுட்ப மாற்றத்தை மட்டுமன்றி அதற்கு மேற்பட்டவற்றையும் குறிப்பிடுகின்றன?. -கண்ணன் கே

 தொலைபேசிகள், நுகர்வோர் உபகரணங்கள், மடிக்கணினிகள், மின்சார வாகனங்கள் மற்றும் பெரிய ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது. இருப்பினும், அதிக விலை, பாதுகாப்பு அபாயங்கள் மற்றும் முக்கியமான கனிமங்களையும் சார்ந்துள்ளது. இந்த சிக்கல்கள் காரணமாக, சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் போன்ற மாற்று தொழில்நுட்பங்களில் மக்கள் கவனம் செலுத்துகின்றனர். எனவே, சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளிலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன?

புது தில்லியில் (பிப்ரவரி 18–19) நடைபெற்ற செயற்கை நுண்ணறிவு தாக்க உச்சிமாநாட்டின் (AI Impact Summit) ஒரு பகுதியாக, முக்கியமான கனிமங்கள், செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் தொழில்நுட்ப விநியோகச் சங்கிலிகள் போன்ற புதிய காலகட்டத் துறைகளில் சீனாவின் ஆதிக்கத்தை எதிர்ப்பதற்கான அமெரிக்கா தலைமையிலான முன்முயற்சியான பாக்ஸ் சிலிக்கா பிரகடனத்தில் (Pax Silica declaration) இந்தியா கையெழுத்திட்டது. இந்த அனைத்து பகுதிகளும் இந்தியாவிற்கு முக்கியமானவை மற்றும் கவலைகளை எழுப்புகின்றன.

முக்கியமான கனிமங்களின் சூழலில், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான வளர்ந்து வரும் தேவை ஒரு உதாரணத்தை வழங்குகிறது. மின்சார வாகனங்கள் (EV) மற்றும் திறன்பேசிகளில் (smartphones) பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து பேட்டரிகளிலும் லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள் கிட்டத்தட்ட 100 சதவீதத்தைக் கொண்டுள்ளன. இந்த மின்கலன்கள் லித்தியம், கோபால்ட், கிராஃபைட் மற்றும் நிக்கல் போன்ற முக்கியமான கனிமங்களைச் சார்ந்துள்ளது. இவை புவியியல்ரீதியாக இந்த தாதுக்கள் ஒரு சில நாடுகளில் மட்டுமே காணப்படுகின்றன. இந்தியாவில் லித்தியத்தின் உள்நாட்டு இருப்பு குறைவாகவே உள்ளது.

மின்கலன்கள் நவீன வாழ்க்கையின் ஒரு அங்கமாகிவிட்டன. அவை தொலைபேசிகள், நுகர்வோர் உபகரணங்கள், மடிக்கணினிகள், மின்சார வாகனங்கள் மற்றும் பெரிய ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் போன்ற அன்றாட சாதனங்களுக்கு ஆற்றலை அளிக்கின்றன. தினசரி மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான மின்கலன்கள் லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள். சூரிய சக்தி மற்றும் காற்றாலை போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றலைச் சேமிக்கவும் இந்த மின்கலன்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

லித்தியம் vs சோடியம்

நிக்கல்-காட்மியம் (nickel-cadmium) மற்றும் காரீய-அமிலம் (lead-acid) போன்ற பிற வழக்கமான மின்கலன்களுடன் ஒப்பிடுகையில், லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள் நீண்ட ஆயுட்காலம் மற்றும் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, லித்தியத்திற்கான தேவை உலகளவில் வியத்தகு முறையில் அதிகரித்துள்ளது. இது குறிப்பிடத்தக்க இராஜதந்திரரீதியில் புதிய தாக்கங்களைக் கொண்ட ஒரு முக்கியமான வளமாக மாறியுள்ளது. இருப்பினும், இந்த மின்கலன்கள் செலவு மிகுந்தவை, பாதுகாப்பு அபாயங்கள், அதன் தன்மை குறைவு, வெப்பநிலை உணர்திறன் மற்றும் முக்கியமான தாதுக்களைச் சார்ந்திருத்தல் தொடர்பான சிக்கல்களையும் எதிர்கொள்கின்றன.

இந்த வரம்புகள் சோடியம்-அயன் மின்கலன்தொழில்நுட்பம் போன்ற மாற்றுத் தொழில்நுட்பங்களில் ஆர்வத்தை அதிகரித்துள்ளன. இது நடுத்தர மற்றும் நீண்ட காலத்திற்கு இந்தியாவிற்கு குறிப்பிடத்தக்க வாக்குறுதியை அளிப்பதாகக் கருதப்படுகிறது. இது திறம்பட பயன்படுத்தப்பட்டால், சோடியம்-அயன் மின்கலன் தொழில்நுட்பம் லித்தியம் நிறைந்த நாடுகளின் ஆதிக்கத்தைக் குறைத்து, ஏராளமான சோடியம் வளங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், செறிவூட்டப்பட்ட விநியோகச் சங்கிலிகளைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைப்பதன் மூலமும் மின்கலன் சந்தைகளையும் ஜனநாயகப்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

சோடியம்-அயன் மின்கலன்களின் வளர்ந்து வரும் நம்பகத்தன்மையும் தெளிவாகத் தெரிகிறது. சமீபத்தில், சீன அரசுக்குச் சொந்தமான வாகன உற்பத்தியாளரான சாங்கன் ஆட்டோமொபைல்ஸ் (Changan Automobiles), சீன மின்கலன் உற்பத்தியாளரான CATL உடன் இணைந்து, லித்தியம்-அயன் மின்சார வாகனங்களை (EV) விட கிட்டத்தட்ட 20 சதவீதம் குறைவான சில்லறை விலையுடன் சோடியம்-அயன் (Na-ion) மின்கலன்களைப் பயன்படுத்தும் உலகின் முதல் பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்படும், பயணிகள் வாகனத்தை அறிமுகப்படுத்தினர்.

சோடியம்-அயன் மின்கலன்களின் நன்மைகள்

லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள் ஒரு "ராக்கிங் சேர்" (rocking chair) செயல்திட்டத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. இதில் லித்தியம் அயனிகள் (Li+) சார்ஜ் செய்யும் போது கேத்தோடில் இருந்து அனோடிற்கு ஒரு எலக்ட்ரோலைட் வழியாக நகரும். மேலும், வெளியேற்றத்தின் போது ​​அயனிகள் கேத்தோடுக்குத் திரும்பும். சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளும் அதே கொள்கையில் இயங்குகின்றன. சோடியம் லித்தியத்தைவிட அதிக அணு நிறை கொண்டது. இதன் காரணமாக, சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளைவிட கனமானவை. இருப்பினும், பிற செல் கூறுகளின் எடையைக் குறைக்கலாம். சோடியம்-அயன் மின்கலன்களும் பிற நன்மைகளை வழங்குகின்றன. குறிப்பாக இந்தியா போன்ற நாடுகளுக்கு லித்தியம்-அயன் மின்கலன்களுக்கு மாற்றாக அவற்றை வைக்கின்றன.

சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் கணிசமான நன்மைகளை வழங்குகின்றன. முதலாவதாக, சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு மாறுவதில் இந்தியாவிற்கு குறிப்பிடத்தக்க புவிசார் அரசியல் நன்மையை அளிக்கிறது. உலகின் லித்தியத்தில் கிட்டத்தட்ட 60 சதவீதம் சிலி, அர்ஜென்டினா மற்றும் பொலிவியாவின் 'லித்தியம்-முக்கோணத்தில்' (Lithium Triangle) குவிந்துள்ளது. இது பெட்ரோலியப் பொருட்களில் OPEC ஆதிக்கத்திற்கு ஒத்த ஒரு புதிய வள ஆதிக்கத்தை உருவாக்குகிறது. அதேநேரத்தில், உலகின் மின்கலன் செல் உற்பத்தியில் 80 சதவீதத்திற்கும் அதிகமானவற்றை சீனா கட்டுப்படுத்துகிறது.

லித்தியம் முக்கோணம் (Lithium Triangle) உலகின் பெரும்பாலான லித்தியத்தை வைத்திருப்பதாலும், சீனா அதன் செயலாக்கத்தில் ஆதிக்கம் செலுத்துவதாலும், இந்தியா போன்ற நாடுகள் மின்கலன்தொழில்நுட்ப சந்தையில் 'இடைத்தரகர் பொறியில்' (middleman trap) சிக்கிக்கொள்ளக்கூடும். சோடியம் உலகின் 6-வது மிகுதியான தனிமமாகும். மேலும், கடல் உப்பு மற்றும் சோடா சாம்பலில் இருந்து ஒப்பீட்டளவில் எளிதாகப் பிரித்தெடுக்க முடியும். எனவே, சோடியம்-அயன் தொழில்நுட்பத்தில் இராஜதந்திர முதலீடு, உள்ளூர் வளங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த ஆதிக்கத்தையும் இறக்குமதி சார்புநிலையையும் குறைக்க இந்தியா மற்றும் பிற நாடுகளுக்கு உதவும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

செலவு, பாதுகாப்பு அபாயங்கள்

இரண்டாவதாக, சோடியம் ஏராளமாகவும் பிரித்தெடுக்க எளிதாகவும் உள்ளது. இது குறைந்த செலவில் பெரிய அளவிலான உற்பத்தியை சாத்தியமாக்குகிறது. இது மின்கலன் உற்பத்தி செலவுகளை 30 சதவீதத்திற்கும் அதிகமாகக் குறைப்பதற்கு வழிவகுக்கும் என்பதைக் குறிக்கிறது. லித்தியம்-அயன் மின்கலன்களுக்கு ஆனோடுகளில் தாமிரத்தைப் பயன்படுத்த வேண்டும். அதேநேரத்தில், சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் மலிவான அலுமினியத் படலத்தைப் பயன்படுத்த உதவுகின்றன. இது உற்பத்தி செலவுகளை மேலும் குறைக்கிறது.

தாமிரத்தைவிட பாதிக்கும் குறைவான விலை மற்றும் குறைந்த எடை கொண்ட அலுமினியத்தைப் பயன்படுத்துவது ஒரு முக்கிய நன்மையை அளிக்கிறது. மூன்றாவதாக, சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் முக்கியமான பாதுகாப்பு நன்மைகளை வழங்குகின்றன. லித்தியம்-அயன் மின்கலன்களைப் போலல்லாமல், போக்குவரத்தின்போது பூஜ்ஜிய வோல்ட் (zero volts (0 V)) வரை முழுமையாக வெளியேற்றப்படலாம். இது தளவாட செலவுகள் மற்றும் தீ விபத்துகள் இரண்டையும் குறைக்கிறது. இதற்கு மாறாக, லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள் பொதுவாக சேதத்தைத் தடுக்க குறைந்தபட்சம் 30 சதவீத மின்னேற்றத்தில் பராமரிக்கப்பட வேண்டும். இது போக்குவரத்தின் போது பாதுகாப்பு அபாயங்களை அதிகரிக்கிறது.

நான்காவதாக, குறைந்த வெப்பநிலையிலும் சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் அதிக மீள்தன்மை கொண்டவை. குளிர் காலங்களில் லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள் குறிப்பிடத்தக்க அளவு திறனை இழக்கின்றன. இருப்பினும், குறைந்த வெப்பநிலையிலும் சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் அவற்றின் செயல்திறனைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன. இது இந்தியாவில் அதிக உயரம் மற்றும் பனி சூழ்ந்த பகுதிகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

ஐந்தாவது, சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு மாறுவதற்கு முன்கூட்டியே முதலீடுகள் தேவைப்படும் அதே வேளையில், உற்பத்தி வரிகளில் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய மாற்றங்களுடன் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் உற்பத்தி உள்கட்டமைப்புடன் இணக்கமாக மாற்ற முடியும் என்பது கவனிக்கத்தக்கது. இது இந்த தொழில்நுட்பங்களை ஏற்றுக்கொள்ள தேவையான மூலதனச் செலவைக் குறைக்கும். இந்த தொழில்நுட்பங்களைப் ஏற்றுக்கொள்ள தேவையான பெரிய முதலீடுகளையும் இது குறைக்க உதவும்.

முக்கிய தடைகள்

இந்த நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், சோடியம்-அயன் மின்கலன்களுக்கு மாறுவது பல முக்கிய தடைகளை எதிர்கொள்கிறது. சோடியம், லித்தியத்தைவிட கனமாகவும் பெரியதாகவும் இருப்பதால், சோடியம்-அயன் மின்கலன்களை பருமனாகவும், கனமாகவும் ஆக்குகிறது. இதனால், ஒவ்வொரு கிராம் எடையும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த நீண்ட தூர மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட வாகனங்களுக்கு அவற்றைப் பொருத்தமற்றதாக ஆக்குகிறது,

சோடியம் மின்கலன்கள் 'கடின-கார்பனை' (hard carbon) பயன்படுத்துகின்றன. கடின கார்பன் என்பது ஒரு வகை கார்பன் ஆகும். இது மிக அதிக வெப்பநிலையில் கூட கிராஃபைட்டாக மாறாது. இந்த தொழில்நுட்பம் இன்னும் வணிக அளவீட்டின் ஆரம்ப கட்டத்தில் உள்ளது. இதன் விளைவாக, உற்பத்தி செலவுகள் அதிகமாக உள்ளன.

மேலும், இன்றைய உலகளாவிய மின்கலன்உள்கட்டமைப்பு லித்தியம்-அயன் மின்கலன் அமைப்புகளுக்காக கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு முற்றிலும் புதிய உற்பத்தி தொடர்ச்சி நிலைகள் தேவையில்லை என்றாலும், சோடியம்-அயனிக்கு ஏற்றவாறு லித்தியம்-அயன் மின்கலன் உற்பத்தி தொடர்ச்சி நிலைகளில் தேவையான மாற்றங்களைச் செய்வதற்கு இன்னும் குறிப்பிடத்தக்க மூலதன முதலீடுகள் தேவைப்படும்.

மின்கலன் உற்பத்தியை நோக்கிய இந்தியாவின் முயற்சிகள்

இந்திய அரசு மின்கலன் தொழில்நுட்பத்தை தன்னிறைவை அடைவதற்கான ஒரு முக்கிய பகுதியாக அடையாளம் கண்டுள்ளது. மேலும், இதை அடைய பலதரப்பட்ட அணுகுமுறையை ஏற்றுக்கொண்டுள்ளது. மின்கலன் தொழில்நுட்பத்தில் இந்தியாவின் நோக்கங்களின் முக்கிய மையமானது மேம்பட்ட வேதியியல் செல்லுக்கான (Advanced Chemistry Cell (ACC)) உற்பத்தி இணைக்கப்பட்ட ஊக்கத்தொகை (Production Linked Incentive (PLI)) திட்டமாகும். இது ₹18,100 கோடி செலவில், இந்தியாவில் லித்தியம்-அயன் மற்றும் சோடியம்-அயன் போன்ற மாற்று வேதியியல் பொருட்களின் உள்நாட்டு உற்பத்தியை ஊக்குவிக்க இது முயல்கிறது. தமிழ்நாட்டில் ஓலா எலக்ட்ரிக் மூலம் ஜிகா-அளவிலான (1.4 GWh) தொடர் வரிசையுடன் இந்தியாவில் முதல் லித்தியம்-அயன் செல் உற்பத்திக்கான வசதி அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த வசதி உற்பத்தி இணைக்கப்பட்ட ஊக்கத்தொகை (PLI) திட்டத்தின் முக்கிய பயனாளிகளில் ஒன்றாகும்.

2019-ம் ஆண்டில், இந்தியா சுரங்க அமைச்சகத்தின்கீழ் மூன்று இந்திய பொதுத்துறை நிறுவனங்களான தேசிய அலுமினியம் கார்ப்பரேஷன் (National Aluminium Corporation(NALCO)), இந்துஸ்தான் காப்பர் லிமிடெட் (Hindustan Copper Limited(HCL)) மற்றும் கனிம ஆய்வு மற்றும் ஆலோசனை லிமிடெட் (Mineral Exploration and Consultancy Limited (MECL)) ஆகியவற்றின் கூட்டு முயற்சியான கானிஜ் பிதேஷ் இந்தியா லிமிடெட் (Khanij Bidesh India Limited (KABIL)-ஐ நிறுவியது. அரசாங்கத்திலிருந்து அரசாங்கத்திற்கு (G2G) ஒத்துழைப்புகள், கூட்டு முயற்சிகள் மற்றும் மூலப்பொருட்களைப் பாதுகாப்பதற்கான நேரடி முதலீடுகள் மூலம் இந்தியாவின் உள்நாட்டுத் தொழில்களுக்கு லித்தியம் மற்றும் கோபால்ட் போன்ற கனிமங்களின் நம்பகமான விநியோகச் சங்கிலியைப் பாதுகாப்பதை இது நோக்கமாகக் கொண்டது. கானிஜ் பிதேஷ் இந்தியா லிமிடெட் (KABIL) நிறுவனம் 2025-ம் ஆண்டில் தேசிய முக்கியமான கனிம திட்டத்தில் (National Critical Mineral Mission (NCMM)) ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது.

மேலும், இராஜதந்திர உலகளாவிய கையகப்படுத்துதல்கள் மூலம் இந்தியா தனது மின்கலன் எதிர்காலத்தைப் பாதுகாத்து வருகிறது. தனியார்துறை நிறுவனத்தால் ஃபராடியனை நிறுவனத்தை கையகப்படுத்துவது விவசாயக் கழிவுகளிலிருந்து முக்கியமான மின்கலன் கூறுகளை உற்பத்தி செய்ய உதவும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இந்த தொழில்நுட்ப உந்துதல், கட்டமைப்பு சேமிப்பிற்கான அரசாங்கத்தின் நம்பகத்தன்மை இடைவெளி நிதியளிப்பால் (Viability Gap Funding (VGF)) ஆதரிக்கப்படுகிறது. இந்த முயற்சிகள் ஒன்றாக, உலகளாவிய லித்தியம் விநியோகச் சங்கிலிகளை இந்தியா சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கும் ஒரு வட்ட ஏரிசக்தி பொருளாதாரத்தை வளர்க்கின்றன மற்றும் அதன் இராஜதந்திர சுயாட்சியை வலுப்படுத்துகிறது.

வள சார்புநிலைக்கு அப்பால் நகர்தல்

சுருக்கமாக, சோடியம்-அயன் தொழில்நுட்பத்திற்கான உலகளாவிய மையமாக இந்தியா மாறுவதற்கும், தன்னிறைவு இந்தியா நிலையை (Atmanirbhar status) வெற்றிகரமாக அடைவதற்கும் நன்கு திட்டமிடப்பட்ட உத்தி அவசியம் என்று குறிப்பிடலாம். விவசாயக் கழிவுகளிலிருந்து மின்கலன் கூறுகளை உருவாக்க கடின கார்பன் குறித்த ஆராய்ச்சியை ஊக்குவிப்பது இறக்குமதியை சார்ந்திருப்பதைக் குறைப்பதன் மூலமும் செலவுச் சேமிப்பை எளிதாக்குவதன் மூலமும் மாற்றத்தை எளிதாக்கும். கூடுதலாக, பஞ்சாப் மற்றும் ஹரியானாவின் விவசாயப் பகுதிகளில் இந்த நிறுவனங்களை அமைப்பது, வைக்கோல் எரியும் நெருக்கடியைத் தீர்க்கவும், சோடியம்-அயன் விநியோகச் சங்கிலியை உள்ளூர்மயமாக்கவும் உதவும்.

சர்வதேச விமானப் போக்குவரத்து சங்கம் (IATA) போன்ற மின்கலன் தொழில்நுட்பங்களுக்கான வலுவான ஒழுங்குமுறை மற்றும் பாதுகாப்பு தரநிலைகளை அமைப்பது மேலும் உதவும். இந்தியாவின் இந்திய தரநிலைகள் பணியகம் (Bureau of Indian Standards (BIS)) நுகர்வோர் நம்பிக்கையை உறுதி செய்வதற்கும் சோடியம் மூலம் இயங்கும் மின்சார வாகனங்களுக்கான வாகன சான்றிதழ் செயல்முறையை எளிதாக்குவதற்கும் உள்நாட்டு பாதுகாப்பு மற்றும் செயல்திறன் நிலைகளை நிறுவக்கூடும். சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் கொண்ட மின்சார வாகனங்களுக்கான மானியங்கள், குறைந்தபட்சம் ஆரம்ப கட்டத்திலாவது, நுகர்வோர் தேவையைத் தூண்டக்கூடும்.

சோடியம் பேட்டரிகளை அறிமுகப்படுத்துவதற்கு இரு சக்கர மற்றும் மூன்று சக்கர மின்சார வாகனப் பிரிவுகளுக்கு முன்னுரிமை அளிப்பதும் சரியான படியாக இருக்கலாம். இந்த சந்தைகளில், குறிப்பாக இந்தியாவில், நுகர்வோர் நீண்ட தூரத்தைவிட குறைந்த விலையை விரும்புவதால், இதற்கான பாதை மாறுகிறது. முடிவாக, சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் இந்தியாவிற்கு ஒரு தொழில்நுட்ப மாற்றத்தை விட அதிகமாக பிரதிபலிக்கின்றன. இது இந்தியா வள சார்புநிலையைத் தாண்டி முன்னேற ஒரு வாய்ப்பை வழங்குகிறது. தொழில்நுட்பத் தலைமையுடன், இந்தியாவின் நிகர பூஜ்ஜிய 2070 லட்சியங்களுக்கு இது மிக முக்கியமானதாக இருக்கும்.

Original article :  How sodium-ion batteries represent more than just a technological shift for India?. -Kannan K