डेट्रायट में जीएम (GM) की फैक्ट्री ज़ीरो (Factory ZERO) में असेंबली लाइन से बाहर निकलने वाला एक बिल्कुल नया इलेक्ट्रिक वाहन अपने से पहले वाले वाहन के समान ही दिखता है। इसका पेंट बेदाग है, सॉफ्टवेयर आधुनिक है, और मोटर शांत हैं। हालांकि, इन नवीनतम मॉडलों के फर्श के नीचे ऑटोमोटिव उद्योग के कामकाज के तरीके में एक शांत बदलाव छिपा है। इनमें से कुछ वाहन ऐसी बैटरी सेल्स द्वारा संचालित हैं जिनमें वे खनिज शामिल हैं जो पहले से ही किसी दूसरी कार में अपना पूरा जीवन जी चुके हैं। यह जनरल मोटर्स और बैटरी रीसाइक्लिंग में विशेषज्ञता रखने वाली कंपनी सर्बा सॉल्यूशंस (Cirba Solutions) के बीच एक सफल पायलट कार्यक्रम का परिणाम है।
ऐतिहासिक रूप से, इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी का जीवन एक सीधी रेखा का अनुसरण करता था। निकेल और कोबाल्ट जैसे खनिजों को जमीन से निकाला जाता था, उच्च-तकनीकी घटकों में संसाधित किया जाता था, और अंततः बैटरी के पर्याप्त चार्ज न रख पाने पर फेंक दिया जाता था। इस रैखिक मॉडल ने नई खानों की निरंतर आवश्यकता पैदा की और औद्योगिक कचरे का एक बढ़ता हुआ ढेर छोड़ दिया। जीएम और सर्बा सॉल्यूशंस के बीच हालिया सहयोग इस दिशा को बदल देता है। पुराने बैटरी पैक से महत्वपूर्ण खनिजों को सफलतापूर्वक प्राप्त करके और उन्हें नए पैक में वापस डालकर, इन कंपनियों ने प्रदर्शित किया है कि बैटरी आपूर्ति श्रृंखला एक बंद अंत के बजाय एक चक्र हो सकती है।
इन पुनर्चक्रित (recycled) सामग्रियों के मार्ग का पता लगाने से एक जटिल औद्योगिक प्रक्रिया का पता चलता है। यह ओहियो में सर्बा सॉल्यूशंस द्वारा प्रबंधित एक रिकवरी सुविधा से शुरू होती है। यहाँ, तकनीशियन पुराने जीएम इलेक्ट्रिक वाहनों से जीवन के अंत तक पहुँच चुके बैटरी पैक प्राप्त करते हैं। ये पैक बड़े, भारी होते हैं और इनमें संचित ऊर्जा होती है जिसके लिए सावधानीपूर्वक रख-रखाव की आवश्यकता होती है। यह सुविधा पैक को अलग करती है और व्यक्तिगत बैटरी सेल्स को नष्ट (shred) कर देती है। यह प्रक्रिया एक केंद्रित मिश्रण बनाती है जिसे 'ब्लैक मास' (black mass) के रूप में जाना जाता है।
सरल शब्दों में, ब्लैक मास एक बैटरी का केंद्रित सार है। यह एक गहरा, पाउडर जैसा पदार्थ है जिसमें आधुनिक ऊर्जा भंडारण के लिए आवश्यक उच्च-मूल्य वाले तत्व होते हैं: निकेल, कोबाल्ट और मैंगनीज। औसत उपयोगकर्ता के लिए, ये खनिज आधुनिक युग के डिजिटल कच्चे तेल हैं। वे यह निर्धारित करते हैं कि एक कार एक बार चार्ज करने पर कितनी दूर तक चल सकती है और यह कितनी जल्दी अपनी ऊर्जा को फिर से भर सकती है। औद्योगिक प्रसंस्करण के शब्दजाल के पीछे, ब्लैक मास कचरे के एक टुकड़े और एक नए उच्च-तकनीकी घटक के बीच का सेतु है।
एक बार ब्लैक मास तैयार हो जाने के बाद, खनिज अभी नई कार के लिए तैयार नहीं होते हैं। उन्हें 'कैथोड एक्टिव मटेरियल' या CAM नामक अवस्था तक पहुँचने के लिए एक रासायनिक शोधन प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है। कैथोड बैटरी सेल का वह हिस्सा है जहाँ ऊर्जा जमा होती है। प्रभावी ढंग से काम करने के लिए, पुनर्चक्रित खनिजों को ठीक उसी शुद्धता मानकों को पूरा करना चाहिए जो सीधे खदान से निकाली गई सामग्रियों के होते हैं। पायलट कार्यक्रम ने साबित कर दिया कि यह संभव है। भागीदारों ने पूरी तरह से पुनर्चक्रित निकेल, कोबाल्ट और मैंगनीज से बना नया CAM तैयार किया।
शोधन प्रक्रिया के बाद, 100% पुनर्चक्रित सामग्री अल्टियम सेल्स (Ultium Cells) में जाती है। यह जनरल मोटर्स और एलजी एनर्जी सॉल्यूशन (LG Energy Solution) के बीच का संयुक्त उद्यम है जो जीएम के नवीनतम ट्रकों और एसयूवी में उपयोग किए जाने वाले वास्तविक बैटरी सेल्स का निर्माण करता है। यहाँ, पुनर्चक्रित CAM को सेल्स में परतों में रखा जाता है, जिन्हें फिर मॉड्यूल में बांधा जाता है। इन मॉड्यूल्स को अंततः बड़े बैटरी पैक में असेंबल किया जाता है जो शेवरले सिल्वरैडो ईवी (Chevrolet Silverado EV) या कैडिलैक लिरिक (Cadillac LYRIQ) जैसे वाहनों की संरचनात्मक नींव बनाते हैं।
हुड के नीचे, ये पुनर्चक्रित सेल्स बिल्कुल वैसे ही प्रदर्शन करते हैं जैसे कि नई (virgin) सामग्रियों से बने सेल्स। इनका रसायन विज्ञान समान है। इसका मतलब है कि इन पायलट वाहनों में से किसी एक को चलाने वाले ड्राइवर को रेंज, त्वरण या चार्जिंग गति में कोई अंतर महसूस नहीं होगा। यह परिवर्तन उपभोक्ता के लिए अदृश्य है, लेकिन निर्माता के लिए मौलिक है। यह साबित करके कि पुनर्चक्रित सामग्रियां ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग की कठोर मांगों को पूरा कर सकती हैं, उद्योग ने चक्रीय अर्थव्यवस्था (circular economy) की मापनीयता के बारे में एक बड़े संदेह को दूर कर दिया है।
व्यापक परिप्रेक्ष्य में देखें तो, यह पायलट कार्यक्रम इलेक्ट्रिक वाहन बाजार की तीन प्रमुख समस्याओं का समाधान करता है: लागत, आपूर्ति और सुरक्षा। बाजार के पक्ष में, इलेक्ट्रिक वाहन की कीमत बैटरी के अंदर कच्चे माल की लागत से भारी रूप से प्रभावित होती है। खनन किए गए खनिजों की कीमतें अस्थिर होती हैं। जब किसी दूसरे देश में एक नई खदान बंद हो जाती है या शिपिंग मार्ग अवरुद्ध हो जाता है, तो आपकी अगली कार की कीमत बढ़ जाती है। रीसाइक्लिंग सामग्रियों का एक घरेलू स्रोत प्रदान करती है जो देश के भीतर ही रहता है।
व्यावहारिक रूप से, नए खनन किए गए खनिजों पर निर्भरता एक बाधा (bottleneck) है। दुनिया का वर्तमान अनुमान है कि 2040 तक लगभग 1.4 करोड़ इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियां अपने जीवन के अंत तक पहुंच जाएंगी। साथ ही, अगले दशक में नई बैटरियों की मांग में भारी वृद्धि होने की उम्मीद है। यदि उद्योग केवल खनन पर निर्भर रहता है, तो अंततः मांग को पूरा करने की उसकी क्षमता समाप्त हो जाएगी। रीसाइक्लिंग सड़क पर चलने वाली हर पुरानी कार को अगली पीढ़ी के वाहनों के लिए एक संभावित खदान में बदल देती है।
उपभोक्ता के दृष्टिकोण से, यह राष्ट्रीय सुरक्षा और आपूर्ति श्रृंखला के लचीलेपन को भी मजबूत करता है। बैटरियों में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश महत्वपूर्ण खनिज वर्तमान में उत्तरी अमेरिका के बाहर संसाधित किए जाते हैं। ओहियो में सर्बा सॉल्यूशंस प्लांट जैसी सुविधाओं में इन सामग्रियों को संसाधित करने की क्षमता विकसित करके, ऑटोमोटिव उद्योग विदेशी आपूर्तिकर्ताओं पर अपनी निर्भरता कम करता है। यह विनिर्माण प्रक्रिया को घर के करीब रखता है और उद्योग को वैश्विक भू-राजनीतिक बदलावों से बचाता है।
इस उपलब्धि के पैमाने को समझने के लिए, हम लिथियम-आयन बैटरियों की अनुमानित मांग को देख सकते हैं। उद्योग के आंकड़े बताते हैं कि अगले दस वर्षों में वार्षिक वैश्विक मांग 4.2 से 6.8 टेरावॉट-घंटे के बीच पहुंच जाएगी। एक टेरावॉट-घंटा ऊर्जा की एक विशाल मात्रा है, और इतनी अधिक बैटरियों के उत्पादन के लिए लाखों टन खनिजों की आवश्यकता होती है। जबकि जीएम पायलट कार्यक्रम एक एकल परियोजना है, यह साबित करता है कि इन सामग्रियों को पुनः प्राप्त करने की तकनीक व्यावसायिक उपयोग के लिए तैयार है।
| प्रक्रिया चरण | आउटपुट सामग्री | बैटरी में भूमिका |
|---|---|---|
| श्रेडिंग और छंटाई | ब्लैक मास | पुनर्चक्रित खनिजों का कच्चा स्रोत |
| रासायनिक शोधन | कैथोड एक्टिव मटेरियल (CAM) | सेल का वह हिस्सा जो चार्ज रखता है |
| सेल निर्माण | लिथियम-आयन सेल | व्यक्तिगत पावर यूनिट |
| अंतिम असेंबली | बैटरी पैक | कार के लिए संरचनात्मक ऊर्जा स्रोत |
निष्कर्ष यह है कि इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी का मूल्य अब इसके उपयोग के पहले दशक से कहीं आगे तक फैला हुआ है। जब कार अंततः खराब हो जाती है, तो उसके अंदर के खनिज अपने गुण नहीं खोते हैं। उन्हें काटा जा सकता है, साफ किया जा सकता है और वापस काम पर लगाया जा सकता है। यह इलेक्ट्रिक वाहन को एक डिस्पोजेबल संपत्ति के बजाय एक चक्रीय संपत्ति बनाता है। यह एक औद्योगिक पुनर्जन्म है जहाँ पुराना हार्डवेयर नए के लिए जीवन रक्षक रक्त प्रदान करता है।
अनिवार्य रूप से, इस ऑटोमोटिव पायलट की सफलता अन्य क्षेत्रों के लिए एक खाका तैयार करती है। यही तर्क आपके स्मार्टफोन, आपके लैपटॉप की बैटरियों और बिजली कंपनियों द्वारा उपयोग किए जाने वाले विशाल ऊर्जा भंडारण प्रणालियों पर भी लागू होता है। डेटा सेंटर, जो इंटरनेट चलाने के लिए भारी मात्रा में बिजली की खपत करते हैं, वे भी बड़े बैटरी बैकअप पर निर्भर करते हैं। यदि यह प्रक्रिया बहु-टन वाले इलेक्ट्रिक ट्रक के लिए काम करती है, तो यह एक हैंडहेल्ड डिवाइस के लिए भी काम कर सकती है।
इन खनिजों को पुनः प्राप्त करने और पुन: उपयोग करने से अंततः कम लागत वाली बैटरियां प्राप्त होंगी। जैसे-जैसे रीसाइक्लिंग के लिए बुनियादी ढांचा बढ़ेगा, ब्लैक मास के प्रसंस्करण की लागत संभवतः एक नई खदान खोलने और संचालित करने की लागत से कम हो जाएगी। इस तरह तकनीक औसत व्यक्ति के लिए सस्ती हो जाती है। किसी भी नई औद्योगिक प्रक्रिया के पहले संस्करण महंगे होते हैं, लेकिन बड़े पैमाने पर उत्पादन से दक्षता आती है। जीएम और सर्बा सॉल्यूशंस परियोजना उस दक्षता की ओर पहला कदम है।
इस पायलट के परिणामस्वरूप, इन पुनर्चक्रित खनिजों वाले पहले वाहन पहले से ही उपभोक्ताओं के पास जा रहे हैं। यह अब प्रयोगशाला में कोई सैद्धांतिक अभ्यास नहीं है। यह औद्योगिक विज्ञान का एक व्यावहारिक अनुप्रयोग है जो अभी अमेरिकी सड़कों पर हो रहा है। लक्ष्य एक ऐसा भविष्य है जहाँ ऑटोमोटिव उद्योग को नए उत्पाद बनाने के लिए पृथ्वी से ताजा सामग्री निकालने की आवश्यकता नहीं होगी।
औसत उपयोगकर्ता के लिए, इसका सार सरल है। इलेक्ट्रिक वाहन पारिस्थितिकी तंत्र अधिक पारदर्शी और कम खर्चीला होता जा रहा है। आप उम्मीद कर सकते हैं कि आपके भविष्य के वाहन एक बड़े सिस्टम का हिस्सा होंगे जो उनके अंदर की सामग्रियों को महत्व देता है। आपकी बैटरी दस साल बाद कहाँ जाएगी, इसकी चिंता करने के बजाय, आप इसे एक संसाधन के रूप में देख सकते हैं जो अंततः किसी और की कार को शक्ति प्रदान करेगा। परिप्रेक्ष्य में यह बदलाव कचरे की समस्या को आपूर्ति समाधान में बदल देता है। आधुनिक परिवहन की अदृश्य रीढ़ अधिक लचीली होती जा रही है, एक समय में एक पुनर्चक्रित सेल।
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