Global Editions

بجلی سے چلنے والے ہوائی جہاز عنقریب متوقع

ایک طاقتور نئی بیٹری آلودگی پھیلائے بغیر ہمیں برقی ہوائی جہاز فراہم کر سکتی ہے۔

مقناطیسی شعبوں کے ساتھ ایک مینوفیکچرنگ چال ایک ایسی بیٹری تیار کرتا ہے جو ایک ہوائی اڈے کو زمین سے دور کرنے کے لئے کافی تیزی سے خارج کر سکتا ہے۔

روشن رنگوں والےمالیکولر ماڈل ایم آئی ٹی میں یٹ منگ چیانگ(Yet-Ming Chiang) کےدفتر کی دو دیواروں کی لائن چلاتے ہیں۔ چیانگ ایک میٹریل سائنس کےپروفیسر اور سیریل بیٹری انٹرپرینور ہیں اور انہوں نے اپنا زیادہ کیرئیربیٹری میں سیلوں کی ترتیب کو بدلنے اور توانائی کی اسٹوریج سے پیدا ہونیوالے مختلف نتائج کو پڑھنے میں خرچ کیا ہے۔

لیکن وہ اور ان کے ساتھی وینکٹ ویسٹنٹن اپنے اگلے اہداف تک پہنچنے کے لئےمختلف اپروچ پر کام کر رہے ہیں۔ وہ نہ صرف بیٹریوں کی کمپوزیشن کو تبدیل کر رہے ہیں بلکہ ان کے اندر مرکبات بھی بدل رہے ہیں۔ مقناطیسی قوتوں کا استعمال کرتے ہوئے انہوں نے لیتھیم آئنوں کا راستہ سیدھا کیا جو الیکٹروڈ ز کو چلاتے ہیں اور سائنسدانوں کا خیال ہےکہ یہ اس شرح کو تبدیل کرے گی جس سے آلہ بجلی چھوڑتا ہے۔

طاقت کا شاٹ اس استعمال کو کھول سکتا ہے جو طویل عرصے سے بیٹریوں کو نظر انداز کرتا ہے: مسافر جہازکی اڑان کے لئے توانائی کی بڑی ضرورت کو پورا کریگا۔اگرا یہ ایسے ہی کام کریگا جیسا کہ اس سے امید کی جاتی ہے،تو یہ علاقائی مسافر فلائٹ میں ایندھن یا براہ راست ماحولیاتی اخراجات پیدا کیے بغیر چل سکتا ہے۔

کارنیجی میلن میں میکینکل انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر ویسٹوانھن نے یہ تحقیاتی منصوبہ شروع کیا اور اور اب بھی اس منصوبے کی قیادت کر رہے ہیں۔ وہ اور چانگ اب 24M پر اکٹھے کام کر رہے ہیں۔ 24M میں لیتھیم آئن بیٹری ہے جو چانگ نے 2010 میں زونم ایرو کے ساتھ مل کر بنائی تھی۔ زونم ایرو بوتھ ہل ، واشنگٹن میں واقع سٹارٹ اپ ہےجو کہ ہائبرڈ طیاروں کی ضروریات کے مطابق پروٹوٹائپ بیٹریاں تیار کرنے لئے بتدائی طور پر شروع ہوا تھا۔
ہوائی جہازوں سے گرین ہاؤس گیس کا اخراج بہت بڑے مشکل ترین ماحولیاتی چیلنجز میں سے ایک ہے۔ ہوائی سفر کا دنیا میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج میں تقریباً 2 فیصد شئیر ہے اور یہ گرین ہاؤس گیسوں کے سب سے تیزی سے بڑھتے ہوئے ذرائع میں سے ایک ہے۔

لیکن ہوائی سفر کے لئےکوئی صاف متبادل نہیں ہے کیونکہ بجلی پر چلنے والی کاروں کے لئے بیٹریاں بہت زیادہ مہنگی اوربھاری ہیں اور دوسری صورت میں فضائی سفرکے لئے نا مناسب ہیں۔

اوبر، ائیر بس اور بوئنگ سمیت ایک درجن سے زائد کمپنیاں پہلے ہی چھوٹے طیاروں کو بجلی پر منتقل کرنے کرنے کاراستہ تلاش کر رہی ہیں جو کہ ایک دفعہ چارج کرنے پر تقریباً 100 میل (161 کلو میٹر) فاصلہ طے کر سکیں۔ لیکن یہ چیز بڑی تعداد میں امیروں کے لئے کار کا متبادل ہو گی نہ کہ یہ ہوائی سفر کو متاثر کریگی۔

وشواھناتھن اور چانگ کے مقاصد بڑے ہیں۔ ابتدائی منصوبہ ایک ایسی بیٹری تیار کرنا ہے جو کہ12 مسافروں کے طیارے کو 400 میل (644 کلومیٹر) رینج کی طاقت دے سکے۔ آپ کہہ لیں سان فرانسسکو سے لاس اینجلس، یا نیویارک سے واشنگٹن تک کا فاصلہ طے کر لے۔ دوسرے مرحلے میں وہ اسی ہوائی جہاز میں 50 لوگوں کو لے جانے میں کامیاب جائیں گے۔

ان طیاروں میں پھر بھی ایندھن سے چلنے والاانجن ہو گا۔لیکن ایندھن کا مقصد امریکی فیڈریل ایوی ایشن کی انتظامیہ کی طرف سے محفوظ سفر کے لئے ایندھن کی اضافی سپلائی رکھنے کے قانون کے لئے ہے۔ امریکی سول ایوی ایشن کے مطابق ایک طیارے میں مطوبہ منزل کے لئے200 میل (322 کلومیٹر) کا تیل ہونا چاہیے۔ ایک عام پرواز میں، جہازوں کو اس ایندھن کو رکھنے کی ضرورت نہیں ہے۔

زونم جیسے سٹارٹ اپ کے منصوبے کی اپیل واضح ہے: جیسے ہی بیٹریاں طیاروں کی ضروریات کو پورا کرنے میں کامیاب ہو جائیں گی،زیادہ بڑی مارکیٹ میں ہائبرڈ یا برقی جہاز ممکن ہو سکیں گے۔

گزشتہ سال کمپنی نے 2022 میں 12 مسافروں کے لئے "ہائبرڈ سے برقی ہوائی جہاز" کی ایک کھیپ فراہم کرنے کی منصوبہ بندی کی۔

شروع میں کمپنی ہائبرڈ طیارےگیس ٹربائن کے ساتھ چلانے کا ارادہ رکھتی ہے اور دو بیٹری کے پیکوں کے ساتھ ایک ہائبرڈ طیارہ پیش کرتی ہے جو تقریباً 700 میل (1127 کلو میٹر) اور تین بیٹری پیک کے ساتھ تمام برقی طیارے کا ورژن جس کی رینج 200 میل سے بھی کم ہے۔ (ویواناتھن اور چیانگ کے جہازوں کو ذہن میں رکھے منصوبےکے برعکس، ہائبرڈ ماڈل کو آن بورڈ ایندھن کی ضرورت ہو گی۔) لیکن انتہائی اہم بات یہ ہے کہ طیارے کو اچھے ماڈیلولز سے تیار کیا گیا ہے جو مالکان کو مستقبل میں بہتر بیٹریاں تیار کرنے یاہائبرڈ سے برقی آپریشن پرمنتقل ہونےکے قابل بناتا ہے۔

زونم نے بوئنگ، جیٹ بلیو اور واشنگٹن کے کلین انرجی فنڈ سے رقم وصول کر لی ہے۔ دلاس میں واقع چارٹر طیاروں پر مبنی چارٹر فلائٹ کمپنی جیٹ سوٹ نے 100 جہازوں کو خریدنے پر اتفاق کیا ہے۔ دوسرے سٹارٹ اپس بشمول ایوی ایشن ائیر کرافٹ اور رائٹ الیکٹرک بھی مسافر پروازوں کے لئے چھوٹے برقی جہازوں کو تیار کرنے کے لئے کام کر رہے ہیں۔

امریکی بیورو آف ٹریفک کے اعداد و شمار کے مطابق ہوائی جہازوں کو علاقائی سفر کے لئے شازو نادر استعمال کیا جاتا ہے جو کہ 500 میل کے ٹرپ میں ایک فیصد ہیں۔ ایئر لائنز چھوٹی پروازوں سے گریز کرتی ہیں کیونکہ زیادہ ترایندھن اڑان بھرنے میں استعمال ہوتا ہے۔ اس سے پتا چلتا ہے کہ طویل پروازیں زیادہ اقتصادی ہیں۔ اور پرواز کی زیادہ قیمت اور خواہ مخواہ کی ٹینشن کی وجہ سےمسافروں چھوٹی پروازوں کی بنائے کاروں، ٹرینوں، یا بسوں کا انتخاب کرتے ہیں۔

زونم کے چیف ایگزیکٹو اشیش کمار، جو کہ پہلے مائیکرو مائیکروسافٹ اور گوگل کے ایک ایگزیکٹو تھے،کا خیال ہے کہ ہائبرڈ ہوائی جہاز ہماری عادتیں تبدیل کرسکتے ہیں کیونکہ ان میں بڑے پیمانے پر ایندھن کی بچت ہو گہ اور اس کے نتیجے میں کرایوں میں کمی ہو گی۔ انہوں نے کہا ، "دنیا کے زیادہ تر حصوں میں آپ اپنے گھریلو ہوائی میل کو ڈبل کر سکتے ہیں کیونکہ لوگ ہائی وے سے اور تیزی سے طیارے سے نکل جاتے ہیں۔"

جیسے جیسےبیٹریاں زیادہ بہتر ہو رہی ہیں، ہائبرڈ اور برقی جہاز ہوائی بھی ہوائی نقل و حمل کا ایک بڑا حصہ بھی کاٹ سکتا ہے۔کمار کو توقع ہے کہ2035 تک ہائبرڈ طیارے 1500 میل (2414کلو میٹر) فاصلہ پر پہنچنے کے قابل ہو جائیں گے جو کہ بی ٹی ایس کے مطابق ایئر ٹریفک کے 82 فیصد سفر کی نمائندگی کرے گا۔

لالچی بیٹری

ستمبر کے آغاز میں چانگ کے دفتر میں ایک ملاقات کے دوران، ویسٹوانھن نے ایوی ایشن کو بجلی پر چلانے کے چیلنج کا ذکر کیا اور پورے فلائٹ کے راستے کے لئے بیٹری کے پیک کی پروفائل کی نمائش کی۔ پرواز کے پہلے منٹ میں یہ ایک الپائن دیوار ہے۔ اس کے بعد یہ ڈرامائی طور پر ایک لمبی، فلیٹ سطح پر چلی جاتی ہےکیونکہ ہوائی جہاز اونچائی پر پہنچ جاتا ہے۔

دوسرے الفاظ میں، ایک بیٹری کو اڑان بھرنے کے لئےوسیع پیمانے پر بجلی درکار ہوتی ہے اور ہزاروں میل چلنے کے لئے توانائی کی کثافت درکار ہوتی ہے۔ لیکن ہوائی جہاز کے طبیعیات اور معیشت کی حدوں میں کام کرنے کے لئے، اس کاممکنہ طور پر طو رہلکا ہونا ضروری ہے اور تیز رفتار چارج کے قابل ہونا چاہیے۔ زونم کا ارادہ ہے کہ اس طرح کی بیٹریاں بنائی جائیں جو دوران پرواز آسانی سے تبدیل ہو سکیں۔

وینسٹن نے نوٹ کیاکہ سٹینڈرڈ ٹیسلا طرز کی بیٹری پیک میں پہلے دو بکس چیک کیے جا سکتے ہیں۔

لیکن اڑان میں طیارہ ڈرائیونگ کے ماڈل ایس کی طرح چار منٹ کے لئے لوڈکرس ماڈ Ludicrous Mode)) میں چند سیکنڈوں کی بجائے چار منٹ کے لئے چلا جاتا ہے جس سےبڑی مقدا ر میں گرمی پیدا ہو گی۔

وہ کہتے ہیں ،" یہ چیز بیٹری کو فرائی کر دینگے۔"یہ چیز ہرمہنگی بیٹری کی زندگی کو کم کر دیگی۔
لیتھیم آئن بیٹریوںہوائی جہاز اور الیکٹرانوں کو بیٹری کے ذریعے بہاؤ آسان بنا دیتی ہیں خاص طور پر الیکٹروڈ تک۔ ایک حل یہ ہے کہ الیکٹروڈ کےمواد کو زیادہ پورس یا پتلا بنایا جائے لیکن ان میں سے کسی بھی قسم کی تبدیلی توانائی کی کثافت کے لئےبڑی لاگت لائے گی۔

اس لئے اس کے بجائے محققین مضبوط طریقے سے پیک کاربن، کوبالٹ مرکبات اور الیکٹروڈ میں دیگر مواد کے ذریعے گھومنے کے راستوں کو سیدھا کرنے کے طریقوں کی تلاش کر رہے ہیں۔

جیسا کہ بہت سے جادو میں، ساری چال میگنٹ پر منحصر ہے۔

نیچر انرجی کے2016 کے پیپر میں، چیانگ، ایم آئی ٹی کے محقق جوناتھن سینڈر، اور اس کےساتھیوں نے الیکٹروڈ مواد میں اس مقناطیسی بیٹریوں کو ظاہر کیا کہ ایک مقناطیسی نینو مواد کے میدان کا استعمال کرتے سے الیکٹروڈ کا راستہ تبدیل ہو جاتا ہے۔

بعد ازاں ٹیسٹوںنے ان الیکٹروڈ کی خارج ہونے والی صلاحیت کا پتہ چلایا یا اس شرح کا پتا چلایا جس میں وہ بیٹری کےباہر سفر کر سکتے ہیں۔

چیانگ نے کہا، " یہ ایک مکمل نئی سمت میں راستہ کھول رہی ہے جس میں الیکٹرک ایوی ایشن کے لئے بیٹریاں حاصل کی جا سکتی ہیں۔"

محققین اب کیمبرج، میساچیٹس میں 24M کے ساتھ کام کر رہے ہیں، جہاں چیانگ چیف سائنسدان کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس مقناطیسی نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہوئے پروٹوٹائپ بیٹریاں ٹیسٹنگ کےلئے تیار ہیں۔ اگر سب کچھ اچھا ہو جاتا ہے تو زونوم محققین کے ساتھ کام کرے گا اور بیبڑیوں کے پروٹائپ کا تجزیہ ہو گا جس کو کاپر برڈ ٹیسٹ کہا جاتا ہے جس میں تمام طیاروں کے بجلی کے نظام کا زمین پر جائزہ لیا جاتا ہے۔ آخر میں، ان کا حقیقی پروازوں میں بھی تجربہ کیا جا سکتا ہے۔

جب تک بیٹریاں اصل میں تخلیق اور ان کا جائزہ نہیں لیا جاتا،یہ دیکھنا باقی ہے کہ یہ نقطہ نظر واقعی کام کرے گا. اور یہاں تک کہ بہترین کیس میں، برقی توانائی دہائیوں سے دور ہے۔

ایئرو اسپیس انجینئر اور ایمبریری ریلڈ ایرونٹییکل یونیورسٹی کے ایگل فلائٹ ریسرچ سینٹر کے ڈائریکٹر رچرڈ اینڈرسن نے بتایا ہے کہ بیٹریاں توانائی کی پیداوار کے لئےکم از کم 20 گنا زیادہ وزنی ہیں۔ انہیں شک ہے کہ کیا کمپنیاں جیسے زونم ہائبرڈ مسافر پروازوں اگلے چند سال تعاقب کرتی رہیں گی ۔
ان کا خیال ہے کہ فیلڈ میں ہائبرڈ طیاروں کو زیادہ بڑھا چڑھا کے پیش کیا جا رہا ہے جبکہ ریگولیٹری چیلنج باقی ہیں۔

ایم آئی ٹی اور کارنیگی کے محققین خود یہ کہتے ہیں کہ دوسری بیٹریوں کی بہتری کی ضرورت ہے تاکہ الیکٹرک طیاروں کی رینج کو بڑھایا جا سکے۔ وشواھناتھن کا کہنا ہے ممکنہ طور پر توانائی کی ضروریات کو کم کرنے کے لئے طیاروں کو بنیادی طور پر دوبارہ تبدیل کرنے کی ضرورت ہوگی، ممکنہ طور پر موٹرز کو دوبارہ تبدیل کرنے ہو گا۔

لیکن وہ اورچیانگ ایک تکنیکی صلاحیت حاصل کرنےکے لئے کام کر رہے ہیں جو کسی دوسرے پیش رفت کی محتاج نہیں۔ یہاں تک کہ اگر دوسرے بیٹری انجنیئر ہزار میل پرواز کرنے کے لئے بجلی کے طیارے بنانے کے طریقوں کو ڈھونڈیں تو ان کو بھی اڑان بھرنے کے لئے کافی طاقت کی ضرورت ہوگی۔

تحریر: جیمز ٹیمپل

Read in English

Authors
Top