चलिए, हम लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट की कीमत में हुई वृद्धि, जो 4 लाख रुपये/टन तक पहुँच गई ह

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लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट, अपनी उत्कृष्ट विद्युत-चालकता एवं विद्युत-रासायनिक स्थिरता के कारण, वर्तमान में लिथियम-आयन बैटरियों में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में व्यापक रूप से उपयोग में आ रहा है। इसका उपयोग मुख्य रूप से लिथियम-आयन ऊर्जा बैटरियों, लिथियम-आयन भंडारण बैटरियों एवं अन्य दैनिक उपयोग की बैटरियों में किया जाता है। वर्तमान में, नवीकरणीय ऊर्जा संबंधी वाहनों के क्षेत्र में हो रही वृद्धि के कारण, लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट की मांग में वृद्धि हुई है; जिससे इसकी आपूर्ति एवं मांग के बीच अंतर पैदा हो गया है। चूँकि उत्पादों की मांग आपूर्ति से अधिक है, इसलिए लिथियम छह-फ्लोरोफॉस्फेट की कीमतें पिछले वर्ष की दूसरी छमाही से लगातार बढ़ रही हैं। वर्ष 2015 के मध्य में इसकी कीमत 90,000 रुपये/टन थी, जो अब लगभग 400,000 रुपये/टन हो गई है। लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट के उत्पादन में तकनीकी बाधाएँ काफी अधिक हैं; उत्पादन क्षमता बढ़ाने में लंबा समय लगता है। इस क्षेत्र में नए उत्पादकों के लिए प्रवेश करना कठिन है। नई उत्पादन क्षमताओं का निर्माण मुख्य रूप से मौजूदा उत्पादकों द्वारा ही किया जाता है। चीन में केवल कुछ ही कंपनियाँ हैं वर्तमान में, देश में लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट उत्पादन की क्षमता रखने वाली कंपनियाँ अपनी उत्पादन क्षमता में वृद्धि करने में लगी हुई हैं। लेकिन लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट उत्पादन प्रक्रिया की जटिलता एवं समय-संबंधी प्रतिबंधों के कारण, उत्पादन क्षमता में वृद्धि हेतु कम से कम 1 साल का समय आवश्यक है। इस कारण बाजार में आपूर्ति की स्थिति जारी रूप से तनावपूर्ण ही रहेगी। विश्व भर में ऊर्जा संरक्षण एवं पर्यावरण संरक्षण हेतु किए जा रहे प्रयासों के कारण, लिथियम-आयन बैटरी उद्योग में तेजी से विकास होगा। इसके परिणामस्वरूप लिथियम-आयन बैटरियों के इलेक्ट्रोलाइटों की मांग और भी बढ़ जाएगी। अब, छह प्रकार की लिथियम-आयन बैटरियों के बारे में जानते हैं। लिथियम फॉस्फेट (LFP) – सबसे पहले, इसे लिथियम फॉस्फेट बैटरी भी कहा जाता है। इस बैटरी में फॉस्फेट का उपयोग कैथोड के रूप में किया जाता है। ऐसी बैटरियों में लिथियम आयनों का प्रवाह/निकास संभव होता है; क्योंकि LiFePO4 संरचना में ऑक्सीजन आयनों की जगह फॉस्फेट आयनों का उपयोग किया जाता है, जिससे सामग्री की त्रिआयामी संरचना में परिवर्तन हो जाता है। इससे लिथियम आयनों के प्रवाह हेतु अधिक त्रिआयामी स्थान उपलब्ध हो जाता है, एवं लिथियम आयनों के निकास/प्रवेश हेतु आवश्यक विद्युत विभव भी स्थिर रहता है। इस कारण ऐसी बैटरियों में उत्कृष्ट विद्युत-रासायनिक गुण होते हैं। फॉस्फेट लिथियम बैटरियों में कम प्रतिरोध होता है, एवं लिथियम आयरन फॉस्फेट क्रिस्टलों में P-O बंधन बहुत मजबूत होते हैं; इसलिए ये आसानी से टूटते नहीं हैं। उच्च तापमान या अतिचार्ज होने पर भी ऐसी बैटरियों में लिथियम कोबाल्ट जैसी स्थिति नहीं उत्पन्न होती, न ही गर्मी उत्पन्न होती है, और न ही कोई शक्तिशाली ऑक्सीकारक पदार्थ बनता है। इस कारण ऐसी बैटरियों में अच्छी सुरक्षा एवं ऊष्मा-स्थिरता होती है। चूँकि लिथियम आयरन फॉस्फेट कणों से बने कैथोड सामग्री की संरचना स्थिर होती है, इसलिए इसका चक्रीय जीवनकाल लंबा होता है। यह अधिकांश इलेक्ट्रोलाइट प्रणालियों के साथ अच्छी तरह से संगत होता है। कार्बन कणों से बने एनोड सामग्री के साथ इसका आयतन-संबंधी प्रभाव अच्छा होता है, एवं इसकी संग्रहण क्षमता भी उत्कृष्ट हो ； इसके अलावा, इसमें संसाधन प्रचुर मात्रा में हैं, लागत कम है, विषाक्तता कम है, एवं यह प्रदूषणरहित है। इसी कारण यह वर्तमान में बैटरी उद्योग में अनुसंधान एवं विकास हेतु प्रमुख सामग्रियों में से एक है। इसलिए, ऐसी बैटरियों का उपयोग अक्सर उन इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिलों एवं अन्य उपकरणों में किया जाता है, जहाँ लंबा जीवनकाल एवं उच्च सुरक्षा आवश्यक होती है। इलेक्ट्रिक वाहनों में, बैटरी के स्थान के आधार पर भी ऐसी ही बैटरियों का उपयोग किया जा सकता है। चीन की ऊर्ध्वाधर एकीकृत कंपनी बीवाईडीआई, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियों को ही पसंद करती है; क्योंकि ये अधिक सुरक्षित एवं सस्ता विकल्प हैं। हालाँकि, इनकी ऊर्जा घनत्व कम होती है, लेकिन सुधारों के माध्यम से इनका वोल्टेज बढ़ाया जा सकता है। लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LCO) – फॉस्फेट लिथियम बैटरियों में प्रयोग होने वाली कोबाल्ट आधारित बैटरियों को “लिथियम-आयन कोबाल्ट बैटरियाँ” भी कहा जाता है। ऐसी बैटरियाँ लिथियम कार्बोनेट एवं कोबाल्ट से बनती हैं। उच्च क्षमता के कारण, इन बैटरियों का उपयोग मोबाइल फोन, लैपटॉप एवं इलेक्ट्रॉनिक कैमरों में किया जाता है। ऊपर इस प्रकार की बैटरियों की कुछ कमियों का उल्लेख किया गया है; इसके अलावा, इनमें जीवनकाल कम होना एवं विद्युत चालकता सीमित होना जैसी कमियाँ भी हैं। इसका मतलब है कि ऐसी बैटरियों वाले उपकरणों को नियमित रूप से चार्ज करने की आवश्यकता होती है, और यही बात मोबाइल उपयोगकर्ताओं के लिए एक समस्या रही है। इसके अलावा, इस बैटरी की सुरक्षा दूसरे प्रकार की बैटरियों की तुलना में कम है। नरम सिर्फ लड़कियाँ ही नहीं, बल्कि बैटरियाँ भी हो सकती हैं। पहले ऐसी रिपोर्टें आई थीं कि यह बैटरी अपना आकार बदल सकती है; इसे मोड़ा या बाँधा जा सकता है। इससे इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में नवीन परिवर्तन हो सकते हैं। लिथियम-मैंगनीज ऑक्साइड (LMO): लिथियम-मैंगनीज ऑक्साइड आधारित बैटरियों को आमतौर पर “लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड बैटरी” या “लिथियम-आयन मैंगनीज बैटरी” कहा जाता है। इन बैटरियों का एक सुंदर नाम भी है – स्पिनेल। इस प्रकार की बैटरी तकनीक की खोज 1980 के दशक में हुई। इस विषय पर सबसे पहली बार 1983 में “मटेरियल्स रिसर्च नोटिसेस” नामक पत्रिका में लेख प्रकाशित हुआ। वर्ष 1996 में, मोली एनर्जी कंपनी द्वारा लिथियम-मैंगनीज ऑक्साइड को कैथोड सामग्री के रूप में उपयोग करके पहली व्यावसायिक लिथियम-आयन बैटरी विकसित की गई। लिथियम-मैंगनीज ऑक्साइड बैटरियाँ, अपनी उच्च ऊष्मा-स्थिरता के कारण, एवं अन्य प्रकार की लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में अधिक सुरक्षित होने के कारण प्रसिद्ध हैं। इसलिए, ऐसी बैटरियों का उपयोग आमतौर पर चिकित्सा उपकरणों एवं इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है; साथ ही, इनका उपयोग इलेक्ट्रिक उपकरणों, इलेक्ट्रिक साइकिलों एवं इलेक्ट्रॉनिक शौकों से संबंधित उपकरणों में भी किया जा सकता है। लिथियम-मैंगनीज ऑक्साइड बैटरियों का उपयोग लैपटॉप एवं इलेक्ट्रिक कारों को ऊर्जा प्रदान करने हेतु भी किया जा सकता है। ऐसी बैटरियों के व्यावसायिक उपयोग हेतु प्रमुख उदाहरण हैं निसान लीफ एवं जनरल मोटर्स वोल्ट। लेकिन, उच्च तापमान पर कार्य करने की क्षमता एवं संग्रहण क्षमता में कमी, ऐसी समस्याएँ हैं जो इसके ड्राइविंग-उद्देश्यों हेतु लिथियम-आयन बैटरियों में उपयोग को सीमित करती हैं। लिथियम-निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज ऑक्साइड (NMC), लिथियम आयरन फॉस्फेट का ही विकसित रूप है। निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज एसिड लिथियम बैटरियों को “निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज ट्राइमेरिक सामग्री” (NMC) भी कहा जाता है। लिथियम-निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज ऑक्साइड बैटरियाँ, अन्य कुछ सामान्य लिथियम-आयरन बैटरी सामग्रियों से ही बनती हैं। इनमें निकल, मैंगनीज एवं कोबाल्ट जैसी सामग्रियों के संयोजन शामिल हैं। एनएमसी बैटरियों में उच्च विशिष्ट ऊर्जा या उच्च विशिष्ट शक्ति हो सकती है; लेकिन इन दोनों गुणों को एक साथ प्राप्त नहीं किया जा सकता। ऐसी बैटरियाँ इलेक्ट्रिक उपकरणों एवं वाहनों की ऊर्जा प्रणालियों में सबसे अधिक पाई जाती हैं। कैथोड संयोजन का अनुपात आमतौर पर एक-तिहाई निकल, एक-तिहाई मैंगनीज एवं एक-तिहाई कोबाल्ट होता है। इसका मतलब है कि कच्चे माल की लागत अन्य विकल्पों की तुलना में कम होती है; क्योंकि कोबाल्ट की कीमत काफी अधिक होती है। बैटरी यूनिवर्सिटी के अनुसार, इस प्रकार की बैटरियाँ, अपनी कम आत्म-तापन दर के कारण, आमतौर पर इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए सबसे उपयुक्त विकल्प होती हैं। लेकिन चूँकि कोबाल्ट एक दुर्लभ धातु है, इसलिए इसका अधिकांश भंडार अस्थिर राजनीतिक स्थिति वाले **कांगो में है। इस कारण भविष्य में कोबाल्ट की कीमतों में वृद्धि हो सकती है। भविष्य में ऐसी स्थिति आ सकती है, जब कोई भी कुशल व्यक्ति बिना सामग्री के कुछ नहीं कर पाएगा। इससे स्पष्ट है कि फॉस्फेट-आयरन लिथियम बैटरियों में सामग्री सस्ती एवं आसानी से उपलब्ध होने का लाभ है। लिथियम-निकल-कोबाल्ट-एल्यूमिनियम ऑक्साइड (NCA) – लिथियम-निकल-कोबाल्ट-एल्यूमिनियम ऑक्साइड आधारित बैटरियों को NCA बैटरियाँ भी कहा जाता है। विद्युत ऊर्जा प्रणालियों एवं ऊर्जा संग्रहण प्रणालियों में ऐसी बैटरियों का महत्व लगातार बढ़ रहा है। उपभोक्ता उद्योग में NCA बैटरियाँ आम नहीं हैं, लेकिन ऑटोमोबाइल उद्योग में इनका भविष्य उज्ज्वल है। एनसीए बैटरियाँ, उच्च ऊर्जा एवं लंबे समय तक कार्य करने की क्षमता के कारण एक अच्छा विकल्प हैं; हालाँकि, ये सुरक्षित बैटरियाँ नहीं हैं, एवं इनकी कीमत भी काफी अधिक हो सकती है। बोस्टन कंसल्टिंग ग्रुप का कहना है कि कारों में NCA बैटरियों को लगाते समय सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं; इन बैटरियों के प्रदर्शन एवं व्यवहार पर नज़र रखने से ही ड्राइवरों की सुरक्षा सुनिश्चित हो सकती है। अर्गन **प्रयोगशाला ने NCA बैटरियों की क्षमताओं, साथ ही उनसे जुड़ी संभावित सामग्री-संबंधी समस्याओं पर अनुसंधान किया है। मान लीजिए कि इलेक्ट्रिक वाहनों का बाजार हिस्सा बढ़ता है; चूँकि ऐसे वाहनों में आमतौर पर NCA बैटरियों का ही उपयोग किया जाता है, इसलिए संयुक्त राज्य अमेरिका में लिथियम की मांग में तेजी से वृद्धि होगी। बेशक, ऐसी बैटरियों को भी अतिरिक्त धातुओं की कमी जैसी समस्याओं का सामना करना पड़ता है। लिथियम टाइटेनेट (LTO), जिसे लिथियम-टाइटेनियम ऑक्साइड भी कहा जाता है, एक ऐसी बैटरी है जिसका उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है। चूँकि लिथियम-टाइटेनेट बैटरियों में उन्नत नैनो-तकनीकों का उपयोग किया जाता है, इसलिए इनका मुख्य लाभ यह है कि इन्हें तेज़ गति से चार्ज किया जा सकता है। हालाँकि, टाइटेनियम आयन बैटरियों का घनत्व अन्य गैर-लिथियम आयन बैटरियों की तुलना में अधिक होता है; यह इन बैटरियों का एक लाभदायक पहलू है। इन बैटरियों का उपयोग **एवं अंतरिक्ष क्षेत्र में किया जा सकता है; साथ ही, पवन एवं सौर ऊर्जा को संग्रहीत करने हेतु भी इनका उपयोग किया जा सकता है, ताकि स्मार्ट ग्रिड बनाया जा सके। इसके अलावा, बैटरियों की क्षमता से पता चलता है कि इन बैटरियों का उपयोग विद्युत प्रणालियों में आपातकालीन स्थितियों हेतु बैकअप के रूप में भी किया जा सकता है। वर्तमान में, निर्माता बैटरी-संचालित इलेक्ट्रिक वाहनों एवं साइकिलों में लिथियम टाइटेनेट का उपयोग कर रहे हैं; ऐसी बैटरियों का उपयोग सार्वजनिक परिवहन साधनों, जैसे इलेक्ट्रिक बसों में भी किया जा सकता है। हालाँकि, इन बैटरियों में अन्य लिथियम बैटरियों की तुलना में कम आंतरिक वोल्टेज, या कम ऊर्जा घनत्व होता है। अब सवाल यह है कि वाहनों को प्रभावी ढंग से कैसे चलाया जाए।