राय | द स्काई विद ग्राफेन: क्यों भारत को बैटरी की अगली क्रांति का नेतृत्व करना चाहिए
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बॉर्डर ड्रोन से लेकर डिलीवरी बॉट्स तक, स्कूटर ईवी से लेकर गुप्त मानव रहित हवाई वाहन तक – हमारा भविष्य बैटरी पर चलता है। और अगर इन बैटरी में ग्राफीन है, तो भारत को न केवल स्वायत्तता मिलेगी, बल्कि वैश्विक नेतृत्व भी होगा
ग्रेफेन कार्बन की एक परत है जिसमें एक परमाणु की मोटाई एक हेक्सागोनल ग्रिल के साथ है, जो आपकी पेंसिल में एक मामूली ग्रेफाइट की तरह व्यवहार नहीं करता है। (News18 हिंदी फ़ाइल)
सीमा गांव में, पर्यवेक्षण के तहत, खुफिया ड्रोन भूमि तेजी से, इसकी लिथियम आयन बैटरी को सूखा दिया गया था, इसका मिशन आधा भरा हुआ है। लेकिन क्या होगा अगर एक ही ड्रोन 5 मिनट से कम समय में चार्ज कर सकता है, दो बार उड़ान भर सकता है, और प्रदर्शन में शून्य गिरावट के साथ हिमालयी ठंड और गर्मी दोनों को बाहर निकाल सकता है? यह विज्ञान कथा नहीं है। यह ग्राफीन है। और यह भारतीय इलेक्ट्रिक और मानव रहित भविष्य को कम कर सकता है – अगर हम अभी काम कर रहे हैं।
ग्राफीन और ऊर्जा का भविष्य का भंडारण
ग्रेफेन कार्बन की एक परत है जिसमें एक परमाणु की मोटाई एक हेक्सागोनल ग्रिल के साथ है, जो आपकी पेंसिल में एक मामूली ग्रेफाइट की तरह व्यवहार नहीं करता है। 2004 में खोजा गया, यह स्टील की तुलना में 200 गुना अधिक मजबूत है, लगभग वेटलेस, अल्ट्रा -कोंडक्टिव और अविश्वसनीय रूप से थर्मल रूप से स्थिर है।
जबकि ग्राफीन का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स से बायोमेडिसिन तक भिन्न होता है, इसका सबसे बड़ा विनाश ऊर्जा का भंडारण है। विशेष रूप से, बैटरी। और भारत जैसे देश के लिए, यह बिजली की गतिशीलता और मानव रहित प्रणालियों के स्केलिंग के साथ एक उचित तीर है – यह सामग्री लिंचपिन हो सकती है।
बाहर लिथियम-आयन: बैटरी के लिए नया मानक
हम इलेक्ट्रिक वाहनों और लिथियम-आयन बैटरी के ड्रोन के क्षेत्र में क्रांतियों का श्रेय देते हैं, लेकिन हम उनकी सीमाओं के पास जा रहे हैं। वे धीरे -धीरे चार्ज करते हैं, समय के साथ विघटित होते हैं, ओवरहीटिंग करते हैं और संसाधन सामग्री पर भरोसा करते हैं, जैसे कि कोबाल्ट और निकेल।
ग्राफेन-आधारित बैटरी शुद्ध ग्राफीन या ग्राफेन-स्टोलेशन हैं, वे इन सीमाओं का उत्पादन करेंगे:
फास्ट चार्जिंग: चार्जिंग टाइम को मिनट तक कम करें। यह उन ड्रोनों के लिए आवश्यक है जिन्हें राजमार्ग पर एक पालतू जानवर पर मिशन या इलेक्ट्रिक वाहनों के दौरान रोटेशन की आवश्यकता होती है।
उच्च ऊर्जा घनत्व: ड्रोन के उड़ान समय का विस्तार करने या दो-पहिया वाहनों के लिए सीमा में सुधार करने के लिए छोटी, अधिक हल्के से महत्वपूर्ण इकाइयों में अधिक शक्ति पैक करना।
लंबे समय तक सेवा जीवन: 5000+ चक्र संभव हैं, उच्च -फ़्रीक्वेंसी उपयोग विकल्पों जैसे कि डिलीवरी ड्रोन या इलेक्ट्रिक कारों के लिए बैटरी को बदलने की लागत को कम करना।
थर्मल स्थिरता: दोनों लद्दाख कीड़े, और राजस्थान समर्स को गिरते हुए दक्षता के बिना – या धूप सेंकने के बिना।
पर्यावरणीय जीत: दुर्लभ पृथ्वी धातुओं, प्रकाश प्रसंस्करण और एक लंबी सेवा जीवन पर कम निर्भरता कार्बन ट्रेस को कम करती है।
यह सीमांत जीत के बारे में नहीं है। यह प्रदर्शन में पीढ़ियों में एक छलांग के बारे में है।
क्यों ड्रोन ग्राफीन का उपयोग करने के लिए अंतिम विकल्प हैं
ड्रोन बैटरी द्वारा मौलिक रूप से सीमित हैं। चाहे वह एक अवलोकन कैड्रापिस्ट हो, एक लॉजिस्टिक ड्रोन या एक निश्चित विंग के साथ एक तबाही, एक शो ग्राम, प्रत्येक अतिरिक्त मिनट की उड़ान।
ग्रेपेन बैटरी ड्रोन के लिए विशिष्ट समस्याओं को हल करती है:
एक तेज़ मोड़: 10 मिनट तक के समय के साथ फिर से लोड करना निरंतर संचालन को बनाए रख सकता है, विशेष रूप से सीमा गश्त के लिए, आपातकालीन स्थितियों की प्रतिक्रिया या एग्रो का छिड़काव।
प्रकाश डिजाइन: वजन के लिए एक बेहतर ऊर्जा अनुपात सीमा और उपयोगी लोड को बढ़ाता है, जो सबसे अच्छा कैमरा, सेंसर या वितरण भार प्रदान करता है।
चरम मौसम के साथ संचालन: ग्राफीन चरम तापमान ग्रेडिएंट्स के ढांचे में बैटरी की उत्पादकता को बनाए रख सकता है, आदर्श रूप से रक्षा में उपयोग किए जाने वाले सामरिक ड्रोन के लिए उपयुक्त है या प्राकृतिक आपदाओं की राहत में।
सुरक्षा: आग या विस्फोटों के जोखिम में सबसे अच्छा थर्मल नियंत्रण और कमी शहरी या संवेदनशील क्षेत्रों पर काम करने वाले ड्रोन के लिए महत्वपूर्ण है।
संक्षेप में, ग्राफीन ड्रोन हो सकता है, जो प्रतिक्रियाशील इंजनों को पिस्टन विमान में था – क्षमता में पूर्ण परिवर्तन।
ग्राफीन बैटरी के साथ वैश्विक दौड़ गर्म हो जाती है
ग्राफीन बैटरी के उत्पादन को स्केल करने के लिए राष्ट्र और अनुसंधान प्रयोगशालाओं को आरएंडडी दौड़ में अवरुद्ध किया जाता है। उनमें से कुछ उत्पादकता बढ़ाने के लिए मौजूदा लिथियम-आयन सिस्टम में ग्राफीन जोड़ते हैं; अन्य लोग ठोस -स्टेट या ग्राफीन एल्यूमीनियम संकर सताए हैं जो खेल को पूरी तरह से बदल सकते हैं।
यूरोप, पूर्वी एशिया और उत्तरी अमेरिका में सफलताएं पहले से ही वाणिज्यिक उत्पादन की ओर बढ़ रही हैं। दुनिया भर के रक्षा क्षेत्रों को मानवरहित हवाई वाहनों, पानी के नीचे वाहनों और उच्च -संबंधी लेज़रों के लिए ग्राफीन सिस्टम में निवेश किया जाता है।
भारत इस दौड़ में एक दर्शक बनने का जोखिम नहीं उठा सकता।
भारत की शुरुआत, और एक चुनौती
जबकि भारत ने नैनोमैटेरियल्स और ग्राफीन में अनुसंधान के एक मजबूत परिणाम का प्रदर्शन किया, उद्योग में स्थानांतरण सुस्त था। प्रयोगशालाओं में बाढ़ आ जाती है। आईपी गैर -लाभकारी बना हुआ है। उत्पादन न्यूनतम है।
साथ ही, भारत में भारी मांग संकेत हैं:
इलेक्ट्रिक मोबिलिटी मोटी है: ईवी दो और तीन -भड़के हुए वाहनों के साथ शहर की यात्राओं पर हावी है, लेकिन लंबे समय से चार्जिंग साइकिल और एक खराब बैटरी जीवन से पीड़ित हैं।
ड्रोन शक्ति और रक्षा प्रसंस्करण कार्यक्रम और रक्षा: भारत कृषि-तकनीकी, कानून प्रवर्तन एजेंसियों और सैन्य अनुप्रयोगों में ड्रोन की संभावनाएं बनाता है, लेकिन बैटरी के साथ जो अक्सर आयातित या पुराने होते हैं।
ऊर्जा सुरक्षा लक्ष्य: बैटरी के लिए आंतरिक, स्थिर समाधानों के लिए संक्रमण केवल तकनीकी नेतृत्व नहीं है – यह भू -राजनीतिक स्थिरता है।
हमारे पास कच्चे माल (ग्रेफाइट भंडार), प्रतिभा और आवश्यकता है। हमारे पास जो नहीं है वह एक आक्रामक रोडमैप है।
ग्राफीन अभी तक सर्वव्यापी क्यों नहीं है
उनकी क्षमता के बावजूद, ग्राफीन बैटरी मुख्य बाधाओं का सामना करती है:
- एक पैमाने पर उत्पादन: ग्राफीन दोषों के बिना, औद्योगिक स्तरों पर उत्पादन करना मुश्किल और महंगा है। भाप की रासायनिक वर्षा (एसवीपी) और द्रव के छूटने जैसे तरीके हैं, लेकिन लागत और स्थिरता समस्याएं बनी हुई हैं।
- बुनियादी ढांचे की कमी: वर्तमान में भारत में कोई बड़ी -स्केल ग्राफीन बैटरी, उत्पादन तत्व या प्रसंस्करण सांद्रता नहीं हैं। यह प्रोटोटाइप से उत्पादन तक संक्रमण को जटिल करता है।
- लागत की समस्याएं: हालांकि यह उम्मीद की जाती है कि लागत पैमाने के साथ गिर जाएगी, वर्तमान कीमतें ग्राफीन बैटरी को केवल सुरक्षा या औद्योगिक उपयोग के लिए व्यवहार्य बनाती हैं।
- मानकीकरण में रिक्त स्थान: लिथियम-आयन बैटरी, ग्राफीन बैटरी के विपरीत, अभी तक विश्व स्तर पर स्वीकृत सुरक्षा, स्थायित्व या प्रदर्शन संकेतक नहीं हैं, जिससे खरीद में अनिश्चितता पैदा होती है।
- एकीकरण के uzable स्थान: अधिकांश मौजूदा ऊर्जा प्रणाली, इलेक्ट्रिक कार और बिजली उपकरण लिथियम-आयन के लिए रचे गए हैं। ग्राफीन बैटरी के आदान -प्रदान का अर्थ है बिजली और सुरक्षा प्रबंधन प्रणालियों की प्रमुख मरम्मत।
भारत को क्या करना चाहिए: ग्रेफेन राष्ट्रीय रणनीति
भारत के पास ग्राफीन एनर्जी टेक का नेतृत्व करने का अवसर है। ऐसे:
- एक ग्राफीन बैटरी के साथ एक राष्ट्रीय मिशन लॉन्च करें: ISRO या Meity के तकनीकी मिशनों पर मॉडलिंग, भारत को बहुपक्षीय क्षेत्रों के लिए एक मंच शुरू करना चाहिए, अकादमी, DRDO, स्टार्टअप और पावर ब्लॉक को एकजुट करना चाहिए जो तेजी से प्रोटोटाइप और ग्राफीन बैटरी के उत्पादन के आसपास बनाया गया है।
- पायलट उत्पादन इकाइयां स्थापित करें: ग्राफीन की एक शीट और बैटरी के एकीकरण के उत्पादन के लिए सरकार द्वारा नियंत्रित पायलट संयंत्र स्थापित करें। बेंगलु, हैदरबाद या पुना जैसे स्थान – उनके तकनीकी और सामग्री पारिस्थितिक तंत्र के साथ – सही उम्मीदवार हैं।
- सुरक्षा के प्रभाव के तहत गोद लेना: सशस्त्र बल और DRDO भारत ग्राहकों के आर्मेचर के रूप में कार्य कर सकते हैं। विकल्पों का उपयोग करें, जैसे कि एक लंबी रेटिंग के साथ ISR ड्रोन, यूएवी सामरिक विजेता और ठंड के मौसम के साथ मानव रहित वाहन, पहले परीक्षण स्टैंड के रूप में काम कर सकते हैं।
- सबसे पहले, ड्रोन और 2W के एकीकरण पर ध्यान केंद्रित करें: चार -चौकीदार इलेक्ट्रिक कारों के लिए तुरंत प्रयास करने के बजाय, ड्रोन की बैटरी में ग्राफीन एकीकरण की प्राथमिकता और दो -हमले वाले वाहनों। इन बाजारों में तेजी से नवीकरण चक्र और नवाचार के लिए अधिक सहिष्णुता है।
- अकादमिक कन्वेयर को उत्तेजित करने के लिए आईपी: पेटेंट के लिए अनुदान सहायता, प्रयोगशाला को उत्पाद में स्थानांतरित करना और आर एंड डी के साथ लंबी -लंबी साझेदारी। होमग्रोन प्रौद्योगिकियों की रक्षा और स्केल करें, और बाद में पुरस्कारों पर परिपक्व आईपी आयात नहीं कर रहे हैं।
निष्कर्ष
बैटरी अब केवल गैजेट नहीं हैं – वे भूस्थैतिक क्षमता हैं। अगली पीढ़ी का मास्टर जो गतिशीलता, युद्ध, डेटा और ऊर्जा के भविष्य को नियंत्रित करता है।
भारत एक शुरुआती लिथियम वेव से चूक गया होगा, लेकिन हमारे पास ग्राफेन के साथ कूदने का मौका है। यह भौतिक विज्ञान के बारे में चर्चा नहीं है – यह राष्ट्रीय प्राथमिकताओं का मामला है।
बॉर्डर ड्रोन से लेकर डिलीवरी बॉट्स तक, स्कूटर ईवी से लेकर गुप्त मानव रहित हवाई वाहन तक – हमारा भविष्य बैटरी पर चलता है। और अगर इन बैटरी में ग्राफीन है, तो भारत को न केवल स्वायत्तता प्राप्त होगी, बल्कि वैश्विक नेतृत्व भी होगा।
हमें चुनना चाहिए: भविष्य की बैटरी की तकनीक का निर्माण करें – या ऐसा करने वाले अन्य लोगों पर निर्भर करता है।
लेखक एक सेवानिवृत्त आईआरएस अधिकारी और नेशनल एकेडमी ऑफ कस्टम्स, अप्रत्यक्ष करों और ड्रग्स के पूर्व सामान्य निदेशक हैं। उपरोक्त कार्य में व्यक्त विचार व्यक्तिगत और विशेष रूप से लेखक के विचार हैं। वे आवश्यक रूप से News18 के विचारों को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं।
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