چین لتیم آئن بیٹری کی پیداوار پر کیوں غلبہ حاصل کر سکتا ہے۔

کیا لتیم آئن مثالی بیٹری ہے؟

کئی سالوں سے، نکل کیڈمیم وائرلیس مواصلات سے لے کر موبائل کمپیوٹنگ تک پورٹیبل آلات کے لیے واحد موزوں بیٹری تھی۔Nickel-metal-hydride اور Lithium-ion 1990 کی دہائی کے اوائل میں سامنے آئے، گاہک کی قبولیت حاصل کرنے کے لیے ناک سے ناک لڑ رہے تھے۔آج، لتیم آئن سب سے تیزی سے بڑھتی ہوئی اور سب سے زیادہ امید افزا بیٹری کیمسٹری ہے۔

دنیا تیزی سے برقی ہوتی جا رہی ہے۔ترقی پذیر ممالک نہ صرف اپنی آبادیوں کے لیے بجلی کی دستیابی میں اضافہ کر رہے ہیں بلکہ موجودہ نقل و حمل کے بنیادی ڈھانچے کی بجلی کاری بھی تیز رفتاری سے جاری ہے۔2040 تک، سڑکوں پر چلنے والی نصف سے زیادہ کاریں بجلی سے چلنے کا امکان ہے۔

بیٹریوں کی مختصر تاریخ

بیٹریاں ایک طویل عرصے سے ہماری روزمرہ کی زندگی کا حصہ رہی ہیں۔دنیا کی پہلی حقیقی بیٹری 1800 میں اطالوی ماہر طبیعیات الیسنڈرو وولٹا نے ایجاد کی تھی۔اس ایجاد نے ایک قابل ذکر پیش رفت کی نمائندگی کی، لیکن اس وقت سے اب تک صرف چند ہی اہم اختراعات ہوئی ہیں۔

پہلی لیڈ ایسڈ بیٹری تھی، جو 1859 میں ایجاد ہوئی تھی۔ یہ پہلی ریچارج ایبل بیٹری تھی اور آج بھی اندرونی دہن کے انجنوں کو شروع کرنے کے لیے استعمال ہونے والی سب سے عام بیٹری ہے۔

پچھلی دو صدیوں میں بیٹری کے کچھ جدید ڈیزائن سامنے آئے ہیں، لیکن یہ 1980 تک نہیں تھا کہ ایک حقیقی گیم چینجر ایجاد ہوا تھا۔یہ وہ وقت تھا جب یونیورسٹی آف آکسفورڈ اور سٹینفورڈ یونیورسٹی میں پیش رفت نے لیتھیم آئن بیٹری کی ترقی کا باعث بنا۔سونی نے 1991 میں پہلی لتیم آئن بیٹری کو کمرشلائز کیا۔

لتیم کے بارے میں کیا خاص ہے؟

لتیم کئی طریقوں سے ایک خاص دھات ہے۔یہ ہلکا اور نرم ہے — اتنا نرم کہ اسے کچن کے چاقو سے کاٹا جا سکتا ہے اور کثافت میں اتنی کم ہے کہ یہ پانی پر تیرتا ہے۔یہ درجہ حرارت کی ایک وسیع رینج پر بھی ٹھوس ہے، جس میں تمام دھاتوں کے سب سے کم پگھلنے والے مقامات میں سے ایک ہے اور ایک اعلی ابلتا ہے۔

اس کی ساتھی الکلی دھات کی طرح، سوڈیم، لتیم پانی کے ساتھ نمایاں شکل میں رد عمل ظاہر کرتا ہے۔Li اور H2O کا طومار لتیم ہائیڈرو آکسائیڈ اور ہائیڈروجن بناتا ہے، جو عام طور پر سرخ شعلے میں پھٹ جاتا ہے۔

کے بہت سے پہلو ہیں۔ لتیم آئن بیٹری محفوظ بیٹری کی ساخت، محفوظ خام مال، حفاظتی افعال اور حفاظتی سرٹیفیکیشن سمیت اس کے ڈیزائن کے عمل میں حفاظت۔چائنا الیکٹرانکس نیوز کے انٹرویو کے دوران، مسٹر سو جنران، ڈپٹی چیف انجینئر، نے کہا کہ مصنوعات کی حفاظت کا آغاز پروڈکٹ ڈیزائن میں ہوتا ہے، اس لیے بیٹری کے محفوظ ڈیزائن کے لیے صحیح الیکٹروڈ مواد، الگ کرنے والے اور الیکٹرولائٹس کا انتخاب پہلی ترجیح ہے۔بیٹری کے اینوڈ مواد کے لیے، ٹرنری مواد، مینگنیج لیتھیم اور لیتھیم آئرن فاسفیٹ، جو بیٹری کے ڈیزائن میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں اور تسلی بخش کارکردگی دیتے ہیں، روایتی لیتھیم کوبالٹیٹ اور نکل لیتھیم سے زیادہ محفوظ ہیں۔

لیتھیم آئن بیٹریاں اس لیے مشہور ہیں کہ ان کے مسابقتی ٹیکنالوجیز پر کئی اہم فوائد ہیں:

● وہ عام طور پر ایک ہی سائز کی ریچارج ایبل بیٹریوں کی دوسری اقسام سے زیادہ ہلکی ہوتی ہیں۔لتیم آئن بیٹری کے الیکٹروڈ ہلکے وزن والے لتیم اور کاربن سے بنے ہوتے ہیں۔لیتھیم بھی ایک انتہائی رد عمل والا عنصر ہے، یعنی اس کے جوہری بانڈز میں بہت زیادہ توانائی ذخیرہ کی جا سکتی ہے۔یہ لتیم آئن بیٹریوں کے لیے بہت زیادہ توانائی کی کثافت میں ترجمہ کرتا ہے۔توانائی کی کثافت پر ایک نقطہ نظر حاصل کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے۔ایک عام لیتھیم آئن بیٹری 1 کلوگرام بیٹری میں 150 واٹ گھنٹے کی بجلی ذخیرہ کر سکتی ہے۔ایک NiMH (نکل میٹل ہائیڈرائڈ) بیٹری پیک شاید 100 واٹ گھنٹے فی کلوگرام ذخیرہ کرسکتا ہے، حالانکہ 60 سے 70 واٹ گھنٹے زیادہ عام ہوسکتے ہیں۔لیڈ ایسڈ والی بیٹری صرف 25 واٹ گھنٹے فی کلوگرام ذخیرہ کر سکتی ہے۔لیڈ ایسڈ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، 1 کلو گرام لیتھیم آئن بیٹری سنبھالنے والی توانائی کی اتنی ہی مقدار کو ذخیرہ کرنے میں 6 کلوگرام لیتا ہے۔یہ بہت بڑا فرق ہے [ماخذ: Everything2.com ]

● وہ اپنا چارج سنبھالتے ہیں۔ایک لیتھیم آئن بیٹری پیک ہر ماہ اپنے چارج کا صرف 5 فیصد کھو دیتا ہے، اس کے مقابلے میں NiMH بیٹریوں کے لیے 20 فیصد فی مہینہ نقصان ہوتا ہے۔

● ان کا کوئی میموری اثر نہیں ہے، جس کا مطلب ہے کہ آپ کو بیٹری کے کچھ دیگر کیمسٹریوں کی طرح ری چارج کرنے سے پہلے انہیں مکمل طور پر خارج کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔

● لیتھیم آئن بیٹریاں سینکڑوں چارج/ڈسچارج سائیکلوں کو سنبھال سکتی ہیں۔

● اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ لیتھیم آئن بیٹریاں بے عیب ہیں۔ان کے کچھ نقصانات بھی ہیں:

● وہ فیکٹری سے نکلتے ہی ذلیل ہونا شروع کر دیتے ہیں۔وہ تیاری کی تاریخ سے صرف دو یا تین سال تک رہیں گے چاہے آپ انہیں استعمال کریں یا نہ کریں۔

● وہ اعلی درجہ حرارت کے لیے انتہائی حساس ہوتے ہیں۔گرمی کی وجہ سے لیتھیم آئن بیٹری پیک عام طور پر اس سے کہیں زیادہ تیزی سے خراب ہو جاتے ہیں۔

● اگر آپ لیتھیم آئن بیٹری کو مکمل طور پر خارج کرتے ہیں، تو یہ برباد ہو جاتی ہے۔

● بیٹری کو منظم کرنے کے لیے لتیم آئن بیٹری پیک میں آن بورڈ کمپیوٹر ہونا ضروری ہے۔یہ انہیں پہلے سے زیادہ مہنگا بنا دیتا ہے۔

● اس بات کا بہت کم امکان ہے کہ، اگر لیتھیم آئن بیٹری پیک ناکام ہو جاتا ہے، تو یہ شعلے میں پھٹ جائے گا۔

جدت پر مبنی معیاری ترتیب

لیتھیم آئن بیٹری سیفٹی میکانزم میں پیچیدگی کی وجہ سے، خاص طور پر بیٹریوں کو دوبارہ استعمال کرنے کے بعد حفاظت پر پڑنے والے اثرات، لیتھیم آئن بیٹری کی حفاظت کو سمجھنے اور اس کے معیارات کو ترتیب دینے کا عمل بتدریج اور ترقی پسند ہونا چاہیے۔اور بیرونی کنٹرول کی تکنیکوں کی ترقی اور اطلاق پر بھی غور کیا جانا چاہیے۔Su نے تجویز کیا کہ ترتیب کے طور پر لتیم آئن بیٹری حفاظتی معیارات ایک انتہائی تکنیکی کام ہے، دونوں معیاری ترتیب دینے والے پیشہ ور افراد اور بیٹری کی صنعت سے تعلق رکھنے والے تکنیکی ماہرین، صارفین اور الیکٹرانک کنٹرول کے شعبوں کو اس عمل میں حصہ لینا چاہیے، بشمول تجرباتی تصدیقی کام۔

چائنا الیکٹرانکس اسٹینڈرڈائزیشن انسٹی ٹیوٹ کے سینئر انجینئر مسٹر سن چوان ہاو نے کہا کہ فی الحال لیتھیم آئن بیٹریوں کو توانائی کی اقسام اور طاقت کی اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔چونکہ ان دونوں مصنوعات میں مواد اور ڈیزائن کے ڈھانچے میں فرق ہے، ان کی جانچ کے طریقے اور تقاضے مختلف ہیں، حتیٰ کہ ایک جیسی حفاظتی شرائط میں بھی۔نام نہاد پورٹیبل بیٹریاں توانائی کی قسم سے تعلق رکھتی ہیں، جن میں موبائل فون، لیپ ٹاپ، ڈیجیٹل کیمروں اور ویڈیو کیمروں میں استعمال ہونے والی لیتھیم آئن بیٹریاں شامل ہیں، جب کہ پاور ٹائپ بیٹری پاور ٹولز، الیکٹرک بائیکس اور الیکٹرک گاڑیوں کے لیے ہے۔

تحقیقی تنظیم بلومبرگ این ای ایف کے مطابق، حجم کے لحاظ سے اوسط لیتھیم آئن بیٹری پیک کی قیمت (جس میں سیل اور پیک شامل ہیں) 2010-18 کے مقابلے میں 85 فیصد گر گئی، جو اوسطاً $176/kWh تک پہنچ گئی۔بلومبرگ این ای ایف مزید پروجیکٹ کرتا ہے کہ قیمتیں 2024 تک $94/kWh اور 2030 تک $62/kWh تک گر جائیں گی۔

لاگت کا یہ گھٹتا ہوا منحنی خطوط کسی بھی کمپنی کے لیے اہم مضمرات رکھتا ہے جو اپنی سروس میں بیٹریاں استعمال کرتی ہے، یا ان لوگوں کے لیے جن کو توانائی ذخیرہ کرنے کی ضرورت ہے (مثلاً، پاور پروڈیوسرز)۔آج تک، زیادہ تر لیتھیم آئن بیٹریوں کی فروخت کنزیومر الیکٹرانکس سیکٹر میں ہوئی ہے، لیکن مستقبل میں فروخت برقی کاروں کے ذریعے ہو گی۔

آج بھی سڑکوں پر چلنے والی زیادہ تر کاریں لیڈ ایسڈ بیٹری اور اندرونی دہن کے انجن کا استعمال کرتی ہیں۔لیکن لتیم آئن بیٹریوں سے چلنے والی الیکٹرک گاڑیوں کی فروخت میں پچھلے پانچ سالوں میں دس گنا سے زیادہ اضافہ ہوا ہے۔مزید، زیادہ سے زیادہ ممالک اندرونی دہن کی بنیاد پر کاروں پر مستقبل کی پابندیاں لگا رہے ہیں، اس امید کے ساتھ کہ بالآخر الیکٹرک گاڑیاں ذاتی نقل و حمل پر حاوی ہوں گی۔

یقیناً اس کا مطلب مستقبل میں بیٹریوں کی زیادہ مانگ ہے۔اتنا زیادہ کہ الیکٹرک گاڑیاں بنانے والی کمپنی ٹیسلا، پیناسونک کے ساتھ شراکت میں، نئی لیتھیم آئن بیٹری فیکٹریوں کی تعمیر کے لیے اربوں ڈالر کی سرمایہ کاری کر رہی ہے۔اس کے باوجود، امریکی لتیم آئن بیٹری بنانے والے مارکیٹ شیئر میں پیچھے ہیں۔

لتیم آئن بیٹریوں کے لیے متعلقہ ترقی کی مارکیٹ بھاری صنعتی ایپلی کیشنز جیسے لفٹ ٹرک، سویپرز اور اسکربرز، ایئرپورٹ گراؤنڈ سپورٹ ایپلی کیشنز، اور آٹومیٹک گائیڈڈ وہیکلز (AGVs) میں ہے۔یہ مخصوص ایپلی کیشنز تاریخی طور پر لیڈ ایسڈ بیٹریوں اور اندرونی دہن کے انجنوں کے ذریعہ پیش کیے گئے ہیں، لیکن معاشیات تیزی سے لتیم آئن بیٹریوں کے حق میں منتقل ہو گئی ہیں۔

ڈرائیور کی سیٹ پر چین

بلومبرگ این ای ایف کے ایک تجزیے کے مطابق، 2019 کے اوائل میں عالمی لیتھیم سیل مینوفیکچرنگ کی گنجائش 316 گیگا واٹ گھنٹے (GWh) تھی۔چین اس صلاحیت کا 73 فیصد گھر ہے، اس کے بعد امریکہ، عالمی صلاحیت کے 12 فیصد کے ساتھ دوسرے نمبر پر بہت پیچھے ہے۔

جب بلومبرگ این ای ایف نے عالمی صلاحیت کے 1,211 گیگا واٹ گھنٹہ کی پیش گوئی کی ہے تو 2025 تک عالمی صلاحیت میں مضبوطی سے اضافے کا امکان ہے۔امریکہ میں صلاحیت بڑھنے کا امکان ہے، لیکن عالمی صلاحیت سے سست ہے۔اس طرح، عالمی لیتھیم سیل مینوفیکچرنگ میں امریکی حصہ سکڑنے کا امکان ہے۔

ٹیسلا اپنی بیٹری فیکٹریاں بنا کر اس مسئلے کو حل کرنے کی کوشش کر رہی ہے، لیکن ان کمپنیوں کے لیے جو اس قسم کی بیٹریوں کی وسیع رینج فراہم کرتی ہیں، جیسے کیلیفورنیا میں واقع OneCharge، مقامی سپلائرز کو تلاش کرنا مشکل ثابت ہوا ہے۔میں نے حال ہی میں OneCharge کے CEO Alex Pisarev سے بات کی، جس نے ان چیلنجوں پر روشنی ڈالی جن کا ان کی کمپنی کو سامنا ہے:

پساریف نے مجھے بتایا، "امریکی مینوفیکچررز امریکی ساختہ لیتھیم آئن سیل استعمال کرنے میں خوش ہوں گے، لیکن یہ آج حقیقت پسندانہ نہیں ہے۔لہذا ہمیں انہیں چین سے درآمد کرنا جاری رکھنا ہوگا۔

چین وہی راستہ اختیار کر رہا ہے جو اس نے پہلے سولر پینلز کے ساتھ کیا تھا۔جب کہ سولر سیلز امریکی انجینئر رسل اوہل نے ایجاد کیے تھے، آج چین عالمی سولر پینل مارکیٹ پر حاوی ہے۔اب چین کی توجہ دنیا کی لیتھیم آئن بیٹریوں کی پیداوار کو کنٹرول کرنے پر مرکوز ہے۔

کیا سب سے سستی ممکنہ سبز ٹیکنالوجیز کا ہونا افضل ہے، چاہے اس کا مطلب یہ ہے کہ تیاری دوسرے ممالک کے حوالے کر دی جائے؟شمسی پینل کی کم قیمتوں نے نئے شمسی پی وی کی ترقی کے دھماکے کو چلانے میں مدد کی ہے، اور اس کے نتیجے میں، بہت سے امریکی ملازمتوں کی حمایت کی ہے.لیکن ان پینلز کا بڑا حصہ چین میں بنایا گیا ہے۔ٹرمپ انتظامیہ نے درآمد شدہ سولر پینلز پر ٹیرف لگا کر اس سے نمٹنے کی کوشش کی ہے، لیکن امریکہ کی زیادہ تر سولر انڈسٹری کی طرف سے ان ٹیرف کی شدید مخالفت کی گئی ہے۔

چین کو سستی مزدوری کا ایک بڑا فائدہ ہے، جس نے اسے بہت سی مینوفیکچرنگ صنعتوں پر غلبہ حاصل کرنے کی اجازت دی ہے۔لیکن چین کے پاس بھی لتیم کے ذخائر زیادہ ہیں اور 2018 میں لتیم کی پیداوار امریکہ سے کہیں زیادہ ہے، چینی لیتھیم کی پیداوار 8,000 میٹرک ٹن تھی، جو تمام ممالک میں تیسرے نمبر پر ہے اور امریکی لیتھیم کی پیداوار تقریباً دس گنا زیادہ ہے۔2018 میں چینی لیتھیم کے ذخائر ایک ملین میٹرک ٹن تھے جو کہ امریکی سطح سے تقریباً 30 گنا زیادہ تھے۔

آگے کا راستہ

رجحانات اشارہ کرتے ہیں کہ لیتھیم آئن بیٹریاں نقل و حمل اور بھاری سامان کے شعبوں میں لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو تیزی سے بے گھر کر دیں گی۔ریکارڈ کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج سے دوچار دنیا میں یہ ایک اہم پیشرفت ہے۔

لیکن مینوفیکچرنگ لاگت اور خام مال کی دستیابی دونوں میں اس قدر فائدہ کے ساتھ، کیا امریکہ عالمی منڈی میں چین کا مقابلہ کر سکتا ہے؟اگر نہیں۔

یہ اہم سوالات ہیں جن پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔

یہ واضح نہیں ہے کہ چین اس طرح کے چیلنجوں سے کیسے نمٹے گا، لیکن لیتھیم کے لیے اس کے انتھک جستجو، اور دھات کو اس کی اسٹریٹجک اہمیت کے پیش نظر، کوئی شک نہیں کہ حل تلاش کیے جائیں گے۔بہت سے طریقوں سے، چین کا سبز نقل و حمل کو قبول کرنا ایک اچھی چیز ہے، کیونکہ یہ اس شعبے میں دلچسپی کو بڑھاتا ہے اور حریف ممالک کو لیتھیم کی سپلائی اور ریچارج ایبل بیٹری مارکیٹ میں اپنے حصے کے لحاظ سے حاصل کرنے کی کوشش کرنے کی ترغیب دیتا ہے۔خطرہ یہ ہے کہ وہ پیچھے رہ جاتے ہیں اور چین کو اس پر اجارہ داری کے ساتھ چھوڑ دیتے ہیں جو جلد ہی مرکزی دھارے کا ٹرانسپورٹ سیکٹر بن سکتا ہے۔

میری پیروی کریں ٹویٹر یا LinkedIn .میرا چیک کریں ویب سائٹ یا میرا کچھ اور کام یہاں۔