टोयोटाले गत अक्टोबरमा सबैलाई चकित पार्ने गरी एउटा घोषणा गर्यो। टोयोटाले छिट्टै १२ सय किलोमिटरभन्दा बढी माइलेज दिने इलेक्ट्रिक कारको ब्याट्री निर्माण गर्न लागेको घोषणा गरेपछि अटो जगतमा सनसनी फैलियो।
यति मात्र होइन उक्त ब्याट्री १० मिनेटमै रिचार्ज हुने पनि टोयोटाको दाबी थियो। टोकियोमा यस्तो घोषणा गर्दै टोयोटाका प्रमुख कोजी साटोले यो इलेक्ट्रिक कार मात्र नभई अटोमोबाइल उद्योगका लागि नै क्रान्तिकारी आविष्कार भएको बताएका थिए।
‘यो नयाँ ब्याट्रीले कार निर्माण उद्योगलाई नयाँ भविष्यतर्फ लैजाने छ,’ कोजी साटोले भनेका थिए।
के साच्चै टोयोटाले इलेक्ट्रिक कारको ब्याट्रीको समस्या सुल्झाउन लागेको हो त?
टोयोटाको ब्याट्री
अक्सफोर्ड विश्वविद्यालयको जिरो इन्स्टिच्युटको डिपार्टमेन्ट अफ सस्टेनेबल एनर्जी इन्जिनियरिङका निर्देशक पल शियरिङ विद्युतीय कार वा ब्याट्रीबाट चल्ने कार सामान्य मानिसले सोचे जस्तो नयाँ कुरा नभएको बताउँछन्।
उनी भन्छन्, ‘नयाँ कुरा यत्ति हो कि अहिले आम उपभोक्ताले यसको प्रयोग गर्न थालेका छन्। हामी सबैलाई थाहा छ कि सन् १८७९ मा अमेरिकी इन्जिनियर थोमस एडिसनले बिजुलीको बल्बको आविष्कार गरेका थिए। जसका कारण उनी विश्वभर चर्चित पनि भए। तर त्यसको करिब ३० वर्षपछि सन् १९१२ मा उनले तीनवटा विद्युतीय कार बनाएको कुरा भने कमैलाई मात्र थाहा होला।’
उनी थप्छन्, ‘ती तीन गाडीका प्रोटोटाइप अथवा नमुना औद्योगिक उत्पादनको स्तरमा पुगेको भए सायद संसारको अटोमोबाइल उद्योगको रूप नै फरक हुने थियो। तर थोमस एडिसनका साथी तथा इन्जिनियर हेनरी फोर्डले ठूलो मात्रामा कारको उत्पादन सुरु गरे।’
फोर्डले उत्पादन गरेका कार साना थिए भने इलेक्ट्रिक ब्याट्रीबाट नभई पेट्रोलबाट चल्थे। यद्यपि, पेट्रोल र डिजलबाट चल्ने सवारीसाधन स्टार्ट गर्न ब्याट्री भने चाहिन्छ नै। तर तेल आपूर्तिको समस्या तथा वातावरणीय सरोकारका कारण २०औं शताब्दीको अन्त्यतिर सवारी उत्पादकहरूले पेट्रोल र डिजलको सट्टा विद्युतीय ब्याट्रीबाट चल्ने सवारीसाधनको परिकल्पना गर्न थाले।
पल शियरिङका अनुसार सवारीसाधनमा दुई प्रकारका ब्याट्री प्रयोग गरिन्छ। उनले भने अनुसार दशकौँदेखि गाडी स्टार्ट गर्न तथा बत्ती बाल्न एसिड र लिड (सीसा) भएको ब्याट्री प्रयोग हुँदै आएको छ। गाडी नै चलाउन भने लिथियम आयन ब्याट्री प्रयोग गरिन्छ। अहिले उत्पादन भइरहेका आधुनिक विद्युतीय सवारीको मोटर लिथियम आयन ब्याट्रीबाट चल्छ।
ब्याट्रीबाट चल्ने सवारीसाधनको निर्माण सन् १९९० को दशकमा सुरु भएको थियो। सन् १९९७ मा बजारमा आएको पहिलो हाइब्रिड कार टोयोटाको प्रियसमा पेट्रोल र ब्याट्री दुवै प्रयोग गरिएको थियो।
तर त्यसको १० वर्षपछि निसानले पहिलो इलेक्ट्रिक कार बनायो, जुन पूर्ण रूपमा ब्याट्रीमा चल्छ। यतिका वर्ष बितिसक्दा पनि पेट्रोल वा डिजलबाट चल्ने कार र विद्युतीय कारबीचको प्रतिस्पर्धामा समानता आउन सकेको छैन। यसको कारणबारे अधिकांश मानिस जानकार नै छन्।
पल शियरिङ भन्छन्, ‘पेट्रोलको ऊर्जा घनत्व धेरै उच्च हुन्छ। ब्याट्री प्रविधि अझै त्यो स्तरमा पुगिसकेको छैन। यद्यपि, नयाँ गाडीमा प्रयोग भएका ब्याट्रीको कार्यसम्पादन भने निकै राम्रो हुनै गएको छ। उदाहरणका लागि ब्याट्रीबाट चल्ने गाडीले छिटो गति लिन सक्छ, अर्थात यस्ता गाडी छोटो समयमा उच्च गतिमा पुग्न सक्छ।’
ब्याट्रीबाट संचालित सवारीसाधन
लिथियम आयन ब्याट्रीबाट चल्ने सवारी साधनको सबैभन्दा ठूलो फाइदा भनेको यसले वातावरणलाई कम हानि पुर्याउँछ। विशेष गरी यदि ब्याट्री चार्ज गर्न ग्रीन इनर्जी (हरित ऊर्जा) प्रयोग गरिए यसका फाइदा धेरै छन्।
तर पेट्रोल वा डिजलबाट चल्ने सवारीसाधनले ट्यांकी भरी हुँदा लामो दूरीसम्म यात्रा गर्न सक्छन् भने लिथियम ब्याट्रीलाई यसको लागि एकभन्दा धैरै पटक चार्ज गर्नुपर्ने हुन्छ।
मानिसहरुले ब्याट्रीबाट चल्ने कार पनि एक पटकको चार्जमै लामो दुरी पार गर्न सकोस् भन्ने चाहेको पल शियरिङको विश्वास छ। उनी भन्छन्, ‘ब्याट्री लामो समयसम्म टिकोस् र त्यसको खर्च कम होस्। यी ब्याट्रीहरुमा वातावरणमा कम हानि पुर्याउने सामग्रीको प्रयोग होस् भन्ने अपेक्षा पनि गरिएको छ। साथै, ब्याट्रीको प्रयोग अझ बढी सुरक्षित पनि होस्।’
अब छिट्टै लिथियम आयन ब्याट्रीको सट्टामा सोलिड स्टेट ब्याट्री प्रयोग गरेर यो समस्याको समाधान गर्न लागेको टोयोटाले दाबी गरेको छ। लिथियम आयन ब्याट्रीमा लिक्विड अर्थात तरल इलेक्ट्रोलाइट प्रयोग हुन्छ भने सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा ठोस् इलेक्ट्रोलाइट प्रयोग हुन्छ। त्यसैले सोलिड स्टेट ब्याट्रीको उत्पादन जटिल र महँगो पनि हुन्छ। तर यसमा धेरै फाइदा देखेर केही वर्षदेखि टोयोटा र उसका प्रतिद्वन्द्वीहरु निसान, बीएमडब्लु र मर्सिडिज बेन्ज यो प्रविधिको विकासमा काम गरिरहेका छन्।
पल भन्छन्, ‘सोलिड स्टेट ब्याट्रीमा धेरै ऊर्जा भर्न सकिन्छ। जसकारण यसलाई एक पटक फुल चार्ज गरे लामो दुरीसम्म चलाउन सकिन्छ। अर्थात् यस्तो ब्याट्री प्रयोग भएको गाडीको रेन्ज बढ्नेछ। अर्को फाइदा भनेको यसलाई चार्ज गर्न अन्य ब्याट्रीको भन्दा निकै कम समय लाग्छ। अनि तेस्रो फाइदा भनेको लिथियम आयन ब्याट्रीको तुलनामा यो धेरै नै सुरक्षित पनि हुन्छ।’
यिनै फाइदाहरुले विद्युतीय सवारीको बजारमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याउन सक्ने पलको विश्वास छ।
लक्ष्य अझै टाढा छ
शिकागो विश्वविद्यालयमा आणविक इन्जिनियरिङकी प्रोफेसर रहेकी शर्ली मेङ सोलिड स्टेट ब्याट्रीको प्रयोगले धेरै नयाँ विकल्पहरु सिर्जना हुने विश्वास राख्छिन्।
उनी भन्छिन्, ‘सोलिड स्टेटको ब्याट्रीहरूमा अधिक घनत्वको उर्जा भण्डारण गर्न सकिन्छ। यसबाट गाडीको ड्राइभिङ रेन्ज एक पटकको चार्जमा दुई/तीन गुणा बढ्नेछ। यसको प्रयोग भएको कार एकै पटकको चार्जमा हजार किलोमिटरभन्दा बढी दुरी पार गर्न सक्नेछ। यो कुनै सपना होइन। धेरै वैज्ञानिक तथा टोयोटा जस्ता कम्पनीहरुको यही अनुमान छ।’
सोलिड स्टेट ब्याट्रीको अर्को पनि एउटा फाइदा छ। लिथियम-आयन ब्याट्रीमा तरल इलेक्ट्रोलाइट हुने भएकाले यस्तो ब्याट्री धेरै तातो हुँदा आगो समेत लाग्न सक्ने धारणा पनि छ। सोलिड स्टेट ब्याट्रीले लिथियम ब्याट्रीको तुलनामा बढी तापक्रम सहन सक्छ। जसकारण यसलाई चिसो राख्नको लागि कम कुलिङ चाहिन्छ। यसकारण यो ब्याट्री हलुका पनि हुन्छ।
शर्ली मेङ भन्छिन्, ‘उदाहरणका लागि सोलिड स्टेट ब्याट्रीले ७०, ८० वा १०० सेल्सियस तापक्रममा समेत काम गर्न सक्छ। यो लिथियम आयन ब्याट्री भन्दा पूर्णतया फरक हुनेछ। इलेक्ट्रिक कारको लगभग आधा तौल लिथियम ब्याट्री र यसलाई चिसो राख्न प्रयोग गरिने उपकरणले नै ओगट्ने कुरा धेरैलाई थाहा नहोला।’
मेङका अनुसार लिथियम आयन ब्याट्री बनाउने प्रक्रिया लामो र झन्झटिलो छ। यसका लागि धेरै कामदार पनि चाहिन्छ। यसको तुलनामा सोलिड स्टेट ब्याट्री उत्पादन गर्न कम कामदारको आवश्यकता पर्नेछ भने यसको निर्माण तुलनात्मक रूपमा सस्तो पनि हुनेछ। साथै, यसमा लिथियम आयन ब्याट्रीमा प्रयोग हुने विषाक्त रसायनहरू पनि प्रयोग गर्दै पर्दैन, जुन वातावरणको लागि राम्रो कुरा हो। तर के सोलिड स्टेट ब्याट्रीहरु पुनः प्रयोग गर्न सकिन्छ त?
मेङले भनिन्, ‘यसलाई पुनः प्रयोग गर्न सकिन्छ भन्ने कुरामा म विश्वस्त छु। सोलिड स्टेट ब्याट्री निर्माण टोलीमा यसको बक्स र सर्किटरी बनाउन छानिएका विज्ञहरूले यसबारे विशेष ध्यान दिइरहेका छन्, जुन राम्रो कुरा हो। साथै, यस्ता ब्याट्रीहरु पुनः प्रयोग गर्न सक्ने सम्भावना धेरै रहेको कुरा विभिन्न रिपोर्टमा पनि प्रकाशित भएका छन्।’
टोयोटाको नयाँ अभियान
गत वर्ष टोयोटाले १ करोड भन्दा धेरै का बेचेर विश्वमै सबैभन्दा धेरै कार बिक्री गर्ने कम्पनी बन्यो। १ करोडमध्ये २० लाख गाडी त अमेरिकामा मात्र बिक्री भएको थियो। टोयोटाले संसारकै पहिलो हाइब्रिड कार प्रियस बनाएको थियो। यो गाडीको इलेक्ट्रिक ब्याट्री गाडी चलिरहेको बेलामा मात्र चार्ज हुन्थ्यो। त्यतिबेला इलेक्ट्रिक कारहरूको लागि धेरै कम चार्जिङ प्वाइन्टहरु हुने भएकाले टोयोटाले यस्तो बनाएको थियो।
जेफ्री के लाइकर मिशिगन विश्वविद्यालयमा ३५ वर्षदेखि औद्योगिक इन्जिनियरिङका प्राध्यापक रहिसकेका छन् र उनी ‘द टोयोटा वे’ पुस्तकका लेखक पनि हुन्। यस पुस्तकले टोयोटा कम्पनीको उत्पादन र व्यवस्थापनका सिद्धान्तहरूको इतिहास बताउँछ। केही हदसम्म प्रियसले चार्जिङको समस्या समाधान गर्ने प्रयास गरेको उनको भनाइ छ।
उनी भन्छन्, ‘त्यतिबेला प्रियसलाई शून्य उत्सर्जन कारको बजारका लागि बाटो खुलाउने कारका रूपमा हेरिएको थियो। यो कारमा उनीहरुले विद्युतीय कारका लागि आफूसँग भएको सबै आधुनिक प्रविधिको प्रयोग गरेका थिए। यसमा पेट्रोलबाट चल्ने मोटर पनि थियो। पछि कम्पनीले प्लग-इन हाइब्रिड तथा इलेक्ट्रिक कारमा लगानी गर्न सुरु गरे।’
प्लग-इन हाइब्रिड गाडीहरू ती हुन् जसलाई विद्युतीय चार्जिङ पोइन्टबाट चार्ज गर्न सकिन्छ भने डिजल वा पेट्रोलबाट पनि चलाउन सकिन्छ। तर टोयोटा अझै पनि पेट्रोल र डिजल इन्जिनमा निर्भर हुन भने छाडेको छैन। किनकी धेरै अमेरिकीहरु लामो यात्रामा कार चार्ज गर्न बारम्बार रोक्न नचाहने कम्पनीले महसुस गरेको छ।
तर जेफ्री यसमा सहमत छैनन्। उनी भन्छन्, ‘मलाई लाग्छ कि औसत अमेरिकी चालक दिनमा ४० देखि ५० माइल मात्रै ड्राइभ गर्छन्। जसका लागि हालको विद्युतीय सवारीसाधनको रेन्ज पर्याप्त छ। तर लामो दुरीको यात्रा गर्नुपर्यो भने चार्जिङको समस्या हुनसक्ने उनीहरुको विचार छ।’
धेरै कार निर्माता कम्पनीहरु पूर्ण रूपमा विद्युतीय कारतर्फ अघि बढिरहँदा टोयोटाले भने फरक सोच राखेको छ। कार चलाउँदा हुने प्रदूषणमा मात्रै नभई कार उत्पादनको प्रक्रियाका क्रममा हुने प्रदूषणमा पनि ध्यान दिएको टोयोटाको दाबी छ।
टोयोटाले उत्पादन प्रक्रियाको क्रममा कम प्रदूषण होस् भनेर जति लगानी र मेहनत गरिरहेको छ त्यसको श्रेय निकै कम पाएको लाइकरको बुझाइ छ। अब उसले नयाँ सोलिड स्टेट ब्याट्रीलाई ठूलो उपलब्धिको रूपमा प्रस्तुत गरिरहेको छ। तर उसले यो लक्ष्य कसरी हासिल गर्यो भन्नेबारे केही बताएको भने छैन।
लाइकर भन्छन्, ‘यस्ता घोषणाहरु हुँदा यो ब्याट्री तुरुन्तै बजारमा आओस् भन्ने अपेक्षा गरिनु स्वभाविक हो। आगामी पाँच वर्षमा सीमित मात्रामा यसको उत्पादन सुरु गर्ने उनीहरुले बताइरहेका छन्। सुरुमा यो ब्याट्री लेक्सस जस्ता महँगो गाडीहरूमा प्रयोग गरिनेछ। किनकी यो ब्याट्री बनाउन लागत तुलनात्मक रूपमा बढी लाग्नेछ। अन्य सवारी साधनमा यसको प्रयोग हुन १० वर्षसम्म लाग्न सक्छ।’
ठूलो लगानी मात्र नभई ठूलो मात्रामा आवश्यक कच्चा पदार्थ तथा अन्य सामग्रीहरु पनि चाहिने भएकाले सोलिड स्टेट ब्याट्री उत्पादनका लागि समय लाग्नेछ।
खनिज र अन्य स्रोतसाधन
सोलिड स्टेट ब्याट्रीको उत्पादनका लागि लिथियम ब्याट्रीमा प्रयोग हुने सबैजसो खनिज पदार्थहरु चाहिन्छ। हाल लिथियमको वार्षिक उत्पादन करिब १ लाख ३० हजार टन छ।
कार उद्योगका कारण इलेक्ट्रिक ब्याट्रीको उत्पादनका लागि आवश्यक सामग्रीहरुको माग केही गुणा बढेर जाने ब्रिटिस जियोलोजिकल सर्भेका खनिज पदार्थ विज्ञ डा. ईभी पेटवारात्जीको तर्क छ।
उनी भन्छन्, ‘विद्युतीय ब्याट्री उत्पादनका लागि आवश्यक खनिजको माग ७ वर्षमा ५ गुणा बढ्ने अनुमान गरिएको छ। नयाँ खानी बनाउन १५ देखि २० वर्ष लाग्ने भएकाले त्यो लक्ष्य हासिल गर्न गाह्रो छ। यहाँ माग र आपूर्तिबीच सन्तुलन छैन।’
विश्वको वर्तमान तनावलाई ध्यानमा राखेर कार ब्याट्री उत्पादक कम्पनीहरु कारखाना नजिकका ठाउँबाट लिथियम ल्याउन चाहन्छन्। लिथियमको सबैभन्दा धेरै उत्पादन चिली र अष्ट्रेलियामा गरिन्छ। तर चीनले विदेशमा खानी किनिरहेको छ। त्यहाँबाट खनिज ल्याएर चीनले स्वदेशमा रिफाइन गरिरहेको छ।
वास्तवमा, विश्वभर आपूर्ति हुने आधाभन्दा धेरै खनिज चीनमा रिफाइन हुन्छ। यसमा पश्चिमा देशहरु पछि परेको भन्ने चिन्ता पनि बढ्दै गएको छ।
लिथियम उद्योगमा निजी तथा सरकारी कम्पनीको सहभागी बढाउन चीनले प्रोत्साहन र सहुलियत दिएको डा. पेटवारात्जी बताउँछन्। जुन नीति अन्य देशमा छैन। अधिकांश उत्पादन चीनमा भइरहेको छ भने अन्य देशहरू आपूर्तिका लागि चीनमा निर्भर छन्। त्यसैले चीनबाहिर अन्य देशहरूमा पनि यी रिफाइनिङ कारखानाहरू स्थापना गर्नु जरुरी देखिन्छ।
हाल केही पश्चिमा देशहरु हरित भविष्यका लागि आवश्यक स्रोतसाधनको आपूर्ति सुनिश्चित गर्न कदम चालिरहेका छन्। अमेरिकाले सैन्य हतियार र प्रविधिमा प्रयोग हुने आधुनिक सेमिकन्डक्टर चिप्सको चीनबाट हुने आपूर्तिमा रोक लगाएको छ। यसको जवाफमा चीनले केही महत्त्वपूर्ण खनिजको निर्यातमा प्रतिबन्ध लगाएको छ। यस अवस्थाका बीच कार ब्याट्रीको पुनः प्रयोगको महत्त्व अझ बढेको छ।
यसबारे डा. पेटवारात्जीले भने, ‘लिथियम ब्याट्रीको प्रयोग पहिलेदेखि नै भइरहेका छन्। लिथियम ब्याट्रीको आयु सकिए पछि यसको पार्टपुर्जा र सामग्रीहरु नयाँ ब्याट्रीमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसतर्फ पहल हुनु जरुरी छ।’
त्यसोभए के टोयोटाले इलेक्ट्रिक कार ब्याट्रीको समस्या समाधान गरेकै हो त? जवाफमा भन्न सकिन्छ- हो, टोयोटाले सोलिड स्टेट ब्याट्री बनाउने प्रविधि फेला पारेको छ।
यी ब्याट्रीबाट चल्ने गाडीले एक पटकको चार्जमा लामो दुरी पार गर्न सक्नेछ। तर यो ब्याट्री टोयोटाकै केही विद्युतीय सवारीमा प्रयोगमा आउन पनि कम्तीमा ४ वर्ष लाग्नेछ। दोस्रो समस्या भनेको यसमा पनि लिथियम प्रयोग हुनेछ जुन वातावरणको लागि राम्रो होइन। यससँगै विश्वमा जारी तनावका कारण यसको आपूर्तिमा पनि अवरोध भइरहेको छ।
यही समय, अर्को ब्याट्री प्रविधिमा पनि काम भइरहेको छ, जसमा सजिलै उपलब्ध हुने सोडियम प्रयोग गरिन्छ। टोयोटा बाहेक अन्य कम्पनीहरु पनि सोलिड स्टेट ब्याट्री बनाउने काममा लागिरहेका छन्।
यदि यी सबै कम्पनीबीच सहकार्य भए सफलताको सम्भावना धेरै बढेर जानले विज्ञ पल शियरिङको राय छ। यसबाट विश्वमा प्रदूषण न्यूनीकरण गर्ने लक्ष्य हासिल गर्न पनि धेरै हदसम्म सहयोग पुग्ने उनको धारणा छ।
