INST का BDIM एडिटिव जल‑आधारित जिंक‑आयन बैटरियों की सुरक्षा और दीर्घायु को बढ़ाता है
इंस्टीट्यूट ऑफ नैनो साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक नया इलेक्ट्रोलाइट एडिटिव, BDIM, विकसित किया है जो जिंक एनोड्स पर adsorb करता है, हाइड्रोजन इवोल्यूशन और डेंड्राइट वृद्धि को दबाता है, और जल‑आधारित जिंक‑आयन बैटरियों की सुरक्षा और आयु को सुधारता है। अल्ट्रामाइक्रोइलेक्ट्रोड और फास्ट‑स्कैन साइक्लिक वोल्टामेट्री तकनीकों का उपयोग करके प्रदर्शित यह breakthrough, बड़े पैमाने पर नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण के लिए कम‑लागत समाधान प्रदान करता है, जो भारत के विज्ञान‑प्रौद्योगिकी और ऊर्जा सुरक्षा उद्देश्यों के साथ संरेखित है।
जिंक‑आयन बैटरियों के लिए इलेक्ट्रोलाइट इंजीनियरिंग में नई उपलब्धि वैज्ञानिकों ने Institute of Nano Science and Technology (INST) , मोहाली में, एक इलेक्ट्रोलाइट एडिटिव जिसका नाम BDIM है, विकसित किया है। यह एडिटिव जिंक धातु पर चयनात्मक रूप से adsorb करता है, Inner Helmholtz Plane (IHP) को नियंत्रित करता है, और hydrogen evolution reaction (HER) जैसी अनचाही प्रतिक्रियाओं को रोकता है। यह कार्य, ACS Electrochemistry में प्रकाशित, बिना महंगे सामग्री पुनःडिज़ाइन के Aqueous zinc ion batteries (AZIBs) की आयु बढ़ाने का व्यावहारिक मार्ग प्रदान करता है। मुख्य विकास BDIM में कई ऑक्सीजन और नाइट्रोजन डोनर साइटें होती हैं जो जिंक से मजबूत बंधन बनाती हैं, इलेक्ट्रोड इंटरफ़ेस से जल अणुओं को हटाती हैं। IHP को कब्जा करके, BDIM जल‑प्रेरित साइड प्रतिक्रियाओं को कम करता है, जिंक डेंड्राइट निर्माण और जंग को दबाता है। शोधकर्ताओं ने जिंक जमा के दौरान चार्ज‑ट्रांसफ़र और मास‑ट्रांसफ़र काइनेटिक्स को सीधे मॉनिटर करने के लिए ultramicroelectrode (UME) को fast‑scan cyclic voltammetry (FSCV) के साथ उपयोग किया। एडिटिव को ग्लूटामिक एसिड को NaOH के साथ प्रतिक्रिया कर, फिर ग्लायोक्सल, फॉर्मल्डिहाइड और एसीटिक एसिड जोड़कर, 70 °C पर 24 घंटे तक गर्म करके, और उत्पाद को लायोफिलाइज़ करके संश्लेषित किया गया। महत्वपूर्ण तथ्य अध्ययन दर्शाता है कि
Quick Reference
Key Insight
BDIM एडिटिव जिंक‑आयन बैटरियों को सुरक्षित बनाता है, भारत की नवीकरणीय भंडारण क्षमता को बढ़ाता है
Key Facts
- 2026 में, मोहाली स्थित Institute of Nano Science and Technology (INST) के वैज्ञानिकों ने 1,3-bis (1,3-dicarboxypropyl)-1H-imidazole-3-ium chloride नामक नया इलेक्ट्रोलाइट एडिटिव BDIM की रिपोर्ट की।
- BDIM जिंक धातु पर चयनात्मक रूप से adsorb करता है, Inner Helmholtz Plane को कब्जा करता है और जल अणुओं को ब्लॉक करता है, जिससे hydrogen evolution reaction (HER) और जिंक डेंड्राइट वृद्धि दबती है।
- ultramicroelectrode (UME) और fast‑scan cyclic voltammetry (FSCV) का उपयोग करके किए गए इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षणों ने HER करंट में 40‑50% कमी और BDIM‑ट्रीटेड सेल्स में उल्लेखनीय रूप से कम जंग दर दिखायी।
- एडिटिव को ग्लूटामिक एसिड को NaOH के साथ प्रतिक्रिया कर, फिर ग्लायोक्सल, फॉर्मल्डिहाइड और एसीटिक एसिड जोड़कर, 70 °C पर 24 घंटे तक गर्म करके, और उत्पाद को लायोफिलाइज़ करके संश्लेषित किया जाता है।
- यह शोध, Dr. Ramendra Sundar Dey (Scientist E, INST) के नेतृत्व में, जर्नल ACS Electrochemistry में प्रकाशित हुआ और Department of Science and Technology (DST) द्वारा समर्थित है।
- BDIM जल‑आधारित जिंक‑आयन बैटरियों (AZIBs) की साइकिल आयु बढ़ाने का कम‑लागत मार्ग प्रदान करता है, जिससे वे बैटरी सामग्री को पुनःडिज़ाइन किए बिना ग्रिड‑स्तर के नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण के लिए उपयुक्त बनते हैं।
Background
भारत को किफायती, सुरक्षित और दीर्घकालिक ऊर्जा‑भंडारण समाधान चाहिए ताकि अधिक नवीकरणीय ऊर्जा को ग्रिड में एकीकृत किया जा सके। जल‑आधारित जिंक‑आयन बैटरियां लिथियम‑आयन सेल्स की तुलना में सस्ती और सुरक्षित हैं, लेकिन हाइड्रोजन इवोल्यूशन और डेंड्राइट निर्माण जैसी समस्याओं से उनका आयु सीमित रहता है। BDIM एडिटिव इन तकनीकी अंतरालों को दूर करता है, जो देश के जलवायु‑कार्य और ऊर्जा‑सुरक्षा लक्ष्यों के साथ संरेखित है।
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