కింది కథనం రెండు-భాగాల సిరీస్‌లో మొదటిది మరియు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ఆవిష్కరణకు పరిమితులను పరిశీలిస్తుంది. సిరీస్ యొక్క రెండవ భాగం రాబోయే దశాబ్దంలో బ్యాటరీ కెమిస్ట్రీల భవిష్యత్తును అన్‌ప్యాక్ చేస్తుంది.
మెయిన్ స్ట్రీమ్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు, ఇప్పుడు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల కోసం వేగంగా విస్తరిస్తున్న మార్కెట్‌ను నడుపుతున్నాయి, ఇది కేవలం ఒక దశాబ్దం క్రితం ఖరీదైన ప్రతిపాదన. 2010లో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ ప్యాక్‌ల ధర కిలోవాట్ గంటకు US$1,183; తొమ్మిది సంవత్సరాల తరువాత, బ్లూమ్‌బెర్గ్‌ఎన్‌ఇఎఫ్ డేటా ప్రకారం, ధర 2019లో US$156/kWhకి దాదాపు పదిరెట్లు పడిపోయింది.
బ్లూమ్‌బెర్గ్‌ఎన్‌ఇఎఫ్ ఎనర్జీ స్టోరేజీ హెడ్ అయిన విశ్లేషకుడు జేమ్స్ ఫ్రిత్‌తో సహా ఖర్చు తగ్గుదల వేగం బ్యాటరీ నిపుణులను ఆకట్టుకుంది. "ప్రతి సంవత్సరం నేను అంచనా వేసిన దానికంటే వేగంగా వారు దిగివచ్చారు" అని ఫ్రిత్ చెప్పాడు. "ఇది ఖచ్చితంగా ఆశ్చర్యకరమైనది."
ప్రిన్స్‌టన్ యూనివర్శిటీ యొక్క ఆండ్లింగర్ సెంటర్ ఫర్ ఎనర్జీ అండ్ ది ఎన్విరాన్‌మెంట్‌లో పోస్ట్‌డాక్టోరల్ ఫెలో అయిన రెబెక్కా సీజ్, బ్యాటరీ ఖర్చులను పరిశోధించారు. "ఇటీవలి డ్రాప్ చాలా నాటకీయంగా ఉంది," సీజ్ చెప్పారు. "మార్కెట్ ఇంత త్వరగా ఎలా మారిందని ఆశ్చర్యంగా ఉంది."
బ్యాటరీ కెమిస్ట్రీలో పెరుగుతున్న ఆవిష్కరణతో పాటు ధర తగ్గడానికి కారణంగా ఉత్పత్తిని విస్తరించడంలో ఊపందుకున్నట్లు నిపుణులు సూచించారు. తయారీదారులు కోబాల్ట్ వంటి కొన్ని ఖరీదైన బ్యాటరీ పదార్థాలకు దూరంగా ఉన్నారు, ఎందుకంటే వారు నికెల్-భారీ బ్యాటరీ డిజైన్‌లను పెంచారు, ఇవి ఫ్యాక్టరీలు విస్తరించడంతో ఉత్పత్తి చేయడానికి చౌకగా మారాయి.
Ciez ఒక దశాబ్దం క్రితం, కాలిఫోర్నియా వంటి కార్బన్ ఉద్గారాలను నియంత్రించడం ప్రారంభించిన ప్రదేశాలలో కార్లు మరియు ట్రక్కులను నిర్మించడానికి ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల మార్కెట్ ఒత్తిడికి లోనవుతోంది. "కాబట్టి మీరు ఈ సమ్మతి కార్లను కలిగి ఉన్నారు, అక్కడ తయారీదారులు చెప్పారు, 'సరే, మేము దీనిని [టయోటా] RAV4 ఎలక్ట్రిక్‌గా తయారు చేసాము,"" అని సిజ్ చెప్పారు, ఒక శిలాజ ఇంధనంతో నడిచే కారును ఉదాహరణగా ఉపయోగించారు. "అందువల్ల వారు తక్షణమే అందుబాటులో ఉన్న ల్యాప్‌టాప్ బ్యాటరీల సమూహాన్ని కలిసి చరుస్తారు."
అప్పటి నుండి, బ్యాటరీ రంగం ఖర్చులను తగ్గించడంలో భారీ పురోగతిని సాధించింది, స్కేల్ ఆఫ్ ఎకానమీలను క్యాప్చర్ చేసేటప్పుడు చౌకైన మరియు తక్కువ నైతికంగా సందేహాస్పదమైన లోహాలను ఉపయోగించడానికి బ్యాటరీలలో మెటీరియల్‌లను ట్వీకింగ్ చేసింది.
US$100/kWh హోలీ గ్రెయిల్
తయారీదారులు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు తమ శిలాజ ఇంధనంతో నడిచే కజిన్స్‌తో దాదాపు US$100/kWh లేదా కొంచెం తక్కువ ధరతో ఖర్చుతో సమాన స్థాయికి చేరుకుంటాయని నిపుణులు తెలిపారు. ఆ ధర విస్తృతంగా ఈ రంగంలో ఒక చిట్కా పాయింట్‌గా పరిగణించబడుతుంది, ఇక్కడ వినియోగదారులు ఇకపై ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలను ఖరీదైన ఎంపికలుగా పరిగణించరు.
BloombergNEF అంచనా ప్రకారం బ్యాటరీ ఖర్చులు 2024లో US$100/kWh కంటే తగ్గుతాయి మరియు 2030 నాటికి US$60/kWhకి చేరుకుంటుందని ఫ్రిత్ చెప్పారు. అదే విధంగా, బెర్న్‌స్టెయిన్ విశ్లేషకులు 2024ని ప్రధాన స్రవంతి ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు గ్యాస్ మరియు డీజిల్ వాహనాలతో సమానంగా ఖర్చు చేసే సంవత్సరంగా అంచనా వేశారు, అయితే ఈ రంగంలోని ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల నాయకులు 2022 లేదా 2023 నాటికి అదే స్థాయికి చేరుకోవచ్చు.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో పెద్ద ఆవిష్కరణలు లేకుండా ఇది సాధించబడుతుంది, పరిపక్వ లిథియం-అయాన్ సాంకేతికత ఎంతవరకు మెరుగుపరచబడుతుందనే దాని పరిమితులను వేగంగా సమీపిస్తోంది, నిపుణులు S&P గ్లోబల్ మార్కెట్ ఇంటెలిజెన్స్‌తో చెప్పారు. ఒక బ్యాటరీ రసాయన శాస్త్రవేత్త, ఒక ప్రముఖ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ శాస్త్రవేత్త, సాంకేతికతపై ఆధారపడిన ఒక ప్రధాన విద్యుత్-వాహన తయారీదారు కోసం పరిశోధనలు జరిపారు, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ధర, శక్తి సాంద్రత మరియు ఛార్జింగ్ వేగం వంటి కొన్ని అంశాలలో గరిష్టంగా మారడం ప్రారంభించాయని చెప్పారు. .
"ఎటువంటి భారీ బూస్ట్ రావడం లేదు," రసాయన శాస్త్రవేత్త చెప్పారు. అతని దృక్కోణం నుండి, వినియోగదారులను సంతృప్తి పరచడానికి పెరుగుతున్న మెరుగుదలలు సరిపోతాయి, అయితే నిరూపించబడని సాంకేతికతల నుండి ఏవైనా బ్యాటరీ విప్లవాలు సంవత్సరాలుగా మిగిలిపోతాయి.
"ఈ రోజు మీరు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలతో బాగా చేయగలరు," అని అతను చెప్పాడు. "మరియు ఖర్చును తగ్గించడంలో సహాయం చేయడంలో - ఇది మొత్తం సాంకేతికత యొక్క మార్కెట్ చొచ్చుకుపోవడాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది."
కార్నెగీ మెల్లన్ విశ్వవిద్యాలయంలో మెకానికల్ ఇంజినీరింగ్ విభాగంలో అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ వెంకట్ విశ్వనాథన్, సాంకేతికత దాని పరిమితికి దగ్గరగా ఉందని అంగీకరించారు. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ ధరలు ఇప్పటికీ దాదాపు 20% మరియు 30% తగ్గుతాయని, అయితే అవి అంత చౌకగా లభించే అవకాశం లేదని ఆయన భావిస్తున్నారు.
"మేము త్వరగా ముడిసరుకు ఖర్చుల పరిమితులను చేరుకుంటున్నాము" అని విశ్వనాథన్ చెప్పారు.
