सर्च-रिसर्च: व्हॅनेडियमच्या शोधात

डॉ. अनिल लचके
गुरुवार, 24 सप्टेंबर 2020

व्हॅनेडियमचे विविध रंगांचे क्षार सुंदर दिसतात म्हणून व्हॅनेडिस या सौन्दर्यदेवतेचे नाव या मूलद्रव्याला मिळाले. या धातूचे वेगळेच उपयोग आता लक्षात आले आहेत.

व्हॅनेडियम नावाचे मूलद्रव्य आहे. या चंदेरी धातूचा उपयोग बऱ्याच ठिकाणी होतो.  मूलद्रव्यांच्या तक्‍त्यामध्ये २३ क्रमांकाचा व्हॅनेडियम धातू दोनशे वर्षांपूर्वी देल रिओ आणि नील्स सेल्फस्ट्रॉम यांनी शोधला होता. व्हॅनेडियमचे विविध रंगांचे क्षार सुंदर दिसतात म्हणून व्हॅनेडिस या सौन्दर्यदेवतेचे नाव या मूलद्रव्याला मिळाले. या धातूचे वेगळेच उपयोग आता लक्षात आले आहेत. व्हॅनेडियम सर्वसामान्यांना अपरिचित वाटेल, पण या मूलद्रव्याचा समावेश असलेल्या पोलादी वस्तू आपल्या घरात आहेत. त्या म्हणजे कात्री, सुरी, पाना, पक्कड वगैरे. पोलादाची ताकद वाढावी म्हणून त्यात व्हॅनेडियम धातू मिसळतात. तयार झालेला मिश्रधातू वरकरणी मऊ, पण तरीही बळकट असतो. यामुळे खाणींमधून दरवर्षी व्हॅनेडियमची जेवढी निर्मिती होते, त्याच्या ८० टक्के व्हॅनेडियम पोलादात मिसळण्यासाठी होतो. त्याला फेरोव्हॅनेडियम म्हणतात. हा मिश्रधातू गंजत नाही आणि त्यावर आघात केले, तरी सहसा त्याचा मूळ आकार बदलत नाही. व्हॅनेडियमची खनिजे प्रामुख्याने रशिया, चीनमध्ये मिळतात.                

मोटार-निर्मितीमधील उद्योजक हेन्री फोर्ड यांनी त्यांच्या शंभर वर्षांपूर्वीच्या भरभक्कम टी मॉडेल मोटारीत अनेक पार्टस फेरोव्हॅनेडियमचे वापरलेले होते. आधुनिक मोटारींमध्ये आणि दर्जेदार सायकलींच्या फ्रेममध्येही हा धातू वापरलाय. या मिश्रधातूमध्ये टायटॅनियम आणि ॲल्युमिनियमचा समावेश केला, तर त्यापासून नकली दात तयार करता येतात. हा मिश्रधातू जेट विमानांच्या इंजिनातदेखील वापरला जातो. अणुऊर्जा निर्मिती करताना अणुभट्टीमध्ये न्यूट्रॉनचे किमान शोषण करणारा धातू आवश्‍यक असतो. हा गुण व्हॅनेडियमच्या मिश्रधातूमध्ये आहे. व्हॅनेडियम आणि गॅलियम वापरून केलेल्या मिश्रधातूंपासून उच्च दर्जाचे चुंबक तयार करतात. अतिसंवाहक तंत्रामध्ये त्या शक्तिशाली चुंबकांचा वापर होऊ शकतो. औद्योगिक क्षेत्रात व्हॅनेडियमच्या संयुगांचा खूप उपयोग आहे. काच, रंग, कीटकनाशके आणि सल्फ्युरिक आम्ल निर्मितीसाठी उत्प्रेरक (कॅटॅलिस्ट) म्हणून व्हॅनेडियम पेंटॉक्‍साईड मोठ्या प्रमाणात वापरतात. व्हॅनेडियम ऑक्‍साईडमध्ये जिवाणू-बुरशीरोधक गुणधर्म आहेत. रंग, कापडनिर्मिती उद्योगातही त्याचा उपयोग होतो. विज्ञानामध्ये ‘वीडेमन-फ्रान्झ’ नियमानुसार जे चांगले वीजवाहक पदार्थ असतात, ते चांगले उष्णतावाहकदेखील असतात. व्हॅनेडियम डायॉक्‍साईड हा निळा असेंद्रिय पदार्थ उत्तम वीजवाहक आहे, पण यातून फारसे उष्णतावहन होत नाही ! तापमान ६७ अंश सेल्सिअसपेक्षा कमी असेल तर तो चक्क ‘इन्शुलेटर’ (वीज-उष्णतारोधक) बनतो. त्यामुळे याचा उपयोग औष्णिक इंजिनाची आणि इमारतींच्या वातानुकूल यंत्रणेची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी होतो. 

जगात आज सौर आणि पवनऊर्जा हे दोन ऊर्जास्रोत मोठ्या प्रमाणात वापरले जात आहेत. तथापि, मागणीपेक्षा जास्त ऊर्जानिर्मिती झाल्यास ती साठवणे आणि वितरित करणे अवघड असते. पुनर्भारित करता येणाऱ्या लिथियम-आयॉन बॅटरीमध्ये मर्यादित प्रमाणात ऊर्जा साठवता येते. बॅटरीवर चालणाऱ्या मोटारी आल्यामुळे लिथियम महाग होत चाललेय. संशोधक आणि तंत्रज्ञ व्हॅनेडियम रेडॉक्‍स फ्लो बॅटरी (व्हीआरबी) विकसित करत असल्याने ही समस्या सुटू लागली आहे. मात्र ‘व्हीआरबी’चा आकार एका छोट्या खोलीएवढा मोठा असतो. असे असले तरी वीज साठवण्याची क्षमताही जास्त असते. या बॅटरीमध्ये व्हॅनेडियम पेंटॉक्‍साईड वापरलेले आहे. येथे व्हॅनेडियम आयॉनचे सतत ऑक्‍सिडेशन-रिडक्‍शन होऊन वीजनिर्मिती होते. ही यंत्रणा गरम होत नाही आणि तिची झीजही होत नाही. बॅटरीचे चार्जिंग-रिचार्जिंग वीस वर्षे सहज करता येईल. भारतात ‘आयआयटी’ (चेन्नई) मधील संशोधकांनी पवनऊर्जेमार्फत विद्युतभारित करता येईल असा ‘व्हीआरबी’ (५ ते २५ किलोवॉट अवर ) तयार केलाय. अक्षय-विकासासाठी अशा बॅटरींचा उपयोग निश्‍चित होईल. या यंत्रणेला भावी काळात खूप मागणी येईल.

 

संपादन: ओंकार जोशी

संबंधित बातम्या