স্ক্যান্ডিয়াম ডোপিংয়ে সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির কর্মক্ষমতায় বৈপ্লবিক উন্নতি

সোডিয়াম ব্যাটারিতে বাস্তব অগ্রগতি

টোকিও ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্সের গবেষকেরা স্তরবিন্যস্ত সোডিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড ক্যাথোডে অল্প পরিমাণ স্ক্যান্ডিয়াম যোগ করে সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতির কথা জানিয়েছেন। এই পরিবর্তনের লক্ষ্য কর্মক্ষমতা কমে যাওয়ার একটি দীর্ঘদিনের কারণ দূর করা; পরীক্ষাগারে এতে ব্যাটারির আয়ুও বেড়েছে। কয়েন-টাইপ ফুল সেলে প্রায় ৮ শতাংশ স্ক্যান্ডিয়ামযুক্ত ইলেকট্রোড ৩০০টি চার্জ-ডিসচার্জ চক্রের পর প্রায় ৬০ শতাংশ ধারণক্ষমতা ধরে রেখেছে। এই উন্নতি সোডিয়াম ব্যাটারির একটি মৌলিক দুর্বলতা কাটাতে পারে, যা নানা ব্যবহারে লিথিয়াম ব্যাটারির সঙ্গে প্রতিযোগিতায় বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে।

সোডিয়ামের আকর্ষণের পেছনে রয়েছে এর প্রাচুর্য ও নিরাপত্তা। প্রকৃতিতে সোডিয়াম প্রচুর এবং ব্যাপকভাবে ছড়িয়ে আছে, ফলে খরচের চাপ ও সরবরাহঝুঁকি কমে। এতে কোবাল্টও লাগে না—এই ধাতুর দাম ও ব্যবহার নিয়ে নৈতিক উদ্বেগ রয়েছে। তবে এর বিনিময়ে কমেছে স্থায়িত্ব। সোডিয়াম আয়ন আকারে বড় হওয়ায় এটি যে উপাদানে অবস্থান করে, তাতে চাপ সৃষ্টি করতে পারে; বিশেষ করে উচ্চ ধারণক্ষমতার জন্য পছন্দের ম্যাঙ্গানিজভিত্তিক স্তরবিন্যস্ত অক্সাইডে। সময়ের সঙ্গে এই চাপ জমে কর্মক্ষমতা ক্ষয় করে।

নতুন গবেষণায় দেখা গেছে, ক্যাথোডের একটি নির্দিষ্ট স্ফটিকরূপ চার্জ-ডিসচার্জের সময় কীভাবে পরিবর্তিত হয়, স্ক্যান্ডিয়াম তা বদলে দেয়। ডোপ করা উপাদানটি তার গঠন বেশি অক্ষত রাখে, ইলেকট্রোলাইটের সংযোগস্থলে পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া কম দেখায় এবং ব্যবহারের সময় আর্দ্রতা ভালোভাবে সহ্য করে। এই প্রভাবটি স্ক্যান্ডিয়াম ও তথাকথিত P prime 2 পলিটাইপের সংমিশ্রণের জন্য বিশেষ বলে মনে হচ্ছে। এই পলিটাইপে পরমাণুর স্তরগুলো সুশৃঙ্খলভাবে বিকৃত হয়। এ ধরনের ফলাফল থেকে এমন নকশা-নীতি পাওয়া যেতে পারে, যা অন্য স্তরবিন্যস্ত অক্সাইডকেও স্থিতিশীল করতে সাহায্য করবে।

সোডিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইডের বাধা কোথায় ছিল

স্তরবিন্যস্ত সোডিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইডকে দীর্ঘদিন ধরেই সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য সম্ভাবনাময় মনে করা হয়েছে। বিশেষ করে Na2/3MnO2-এর P prime 2 রূপে Mn3+ থেকে Mn4+ রেডক্স জোড়ার মাধ্যমে উচ্চ প্রত্যাবর্তনযোগ্য ধারণক্ষমতা পাওয়া যায়। সমস্যা হলো, এর চক্রায়ু প্রায়ই দ্রুত কমে যায়। কয়েক ডজন বা কয়েক শ চক্রের পর স্ফটিক ভেঙে পড়া এবং কণার পৃষ্ঠে অনভিপ্রেত বিক্রিয়া জমে ওঠার কারণে ধারণক্ষমতা কমতে পারে।

সহজ ভাষায় জাহন-টেলার সমস্যা

এর প্রধান কারণ হলো জাহন-টেলার প্রভাব নামে পরিচিত একটি ঘটনা। চার্জ ও ডিসচার্জের সময় ম্যাঙ্গানিজ +3 জারণ অবস্থায় এলে, ইলেকট্রন এমন অরবিটালে বসে, যা কিছু বন্ধনকে প্রসারিত ও অন্যগুলোকে সংকুচিত করে। এর সঙ্গে মানিয়ে নিতে ম্যাঙ্গানিজের আশপাশের পরমাণুগুলো সরে যায়, ফলে স্ফটিক জালিকা বিকৃত হয়। এই বিকৃতিগুলো যদি অসমভাবে ঘটে এবং ক্রমাগত বদলায়, তাহলে উপাদানের ভেতরে চাপ জমতে থাকে। ক্ষুদ্র ফাটল তৈরি হয়, পরমাণুর সুশৃঙ্খল বিন্যাস নষ্ট হয় এবং সোডিয়াম সহজে ভেতরে-বাইরে চলাচল করতে পারে না। ব্যাটারির ধারণক্ষমতা কমে যায় এবং এর কার্যকারিতাও হ্রাস পায়।

পলিটাইপ কেন গুরুত্বপূর্ণ

একই রাসায়নিক সংকেতের স্তরবিন্যস্ত অক্সাইডে পরমাণুর সমতলগুলো ভিন্ন বিন্যাসে সাজতে পারে; এই বিন্যাসকে পলিটাইপ বলা হয়। Na2/3MnO2-এর P2 ও P prime 2 রূপের আচরণ আলাদা। P2-তে বিকৃতি সাধারণত স্থানীয় ও অনির্দেশ্য। P prime 2-তে অনেক পরমাণুজুড়ে সমন্বিত বিন্যাসে বিকৃতিগুলো একই রেখায় সাজে। মূল গঠন অক্ষত থাকলে এই দূরপাল্লার সুশৃঙ্খলতা সুবিধা হতে পারে। P2-তে দেখা সমস্যাগুলো এড়িয়ে উপযুক্ত ডোপ্যান্ট দিয়ে P prime 2-কে আরও স্থিতিশীল করা যায় কি না, তা যাচাই করতে টোকিওর দলটি কাজ শুরু করে।

ক্যাথোডে টোকিওর দল কী পরিবর্তন এনেছে

গবেষকেরা সোডিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইডের P2 ও P prime 2—দুই রূপেই স্ক্যান্ডিয়াম ডোপিংয়ের তুলনা করেন এবং স্ক্যান্ডিয়ামের পরিমাণও পরিবর্তন করেন। সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য ফল আসে x প্রায় 0.08-সহ P prime 2 Na2/3[Mn1−xScx]O2 থেকে। এই মাত্রায় স্ক্যান্ডিয়াম স্ফটিকের বৃদ্ধির ধরন বদলে ছোট কণা এবং আরও সমজাতীয় মাইক্রোস্ট্রাকচার তৈরি করে। P prime 2-কে চিহ্নিত করা সমন্বিত বিকৃতিকে উপাদানটি ভালোভাবে ধরে রাখে; তা বিশৃঙ্খলায় পরিণত হতে দেয় না।

পরীক্ষায় স্ক্যান্ডিয়ামের কয়েকটি সুবিধা দেখা গেছে। ডোপ করা ক্যাথোডে ইলেকট্রোলাইটের সঙ্গে বিক্রিয়া কম হয়েছে, ফলে শক্তি কমিয়ে দেয় এমন রোধী স্তর তৈরির প্রবণতা কমে। আর্দ্রতা প্রতিরোধও বেড়েছে, যা গুঁড়া প্রক্রিয়াকরণ ও সেল সংযোজনের সময় কাজে আসে। ম্যাঙ্গানিজের বদলে অন্য ত্রিসংযোজী ধাতু ব্যবহার করে একই ধরনের উন্নতি পাওয়া যায়নি। এতে বোঝা যায়, স্ক্যান্ডিয়ামের আকার ও আধানের সঙ্গে P prime 2 স্ফটিক জালিকার বিন্যাসের বিশেষ সামঞ্জস্য রয়েছে।

দলটি আরও জানায়, চক্রায়ন শুরুর আগে সংক্ষিপ্ত একটি ধাপ—মূলত ইলেকট্রোডকে প্রস্তুত করে নেওয়া—ধারণক্ষমতা ধরে রাখার হার আরও বাড়িয়েছে। এই দুই প্রভাব একসঙ্গে কাজ করে আনডোপড নমুনার তুলনায় চক্রায়ু স্পষ্টভাবে বাড়িয়েছে।

টোকিও ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্সে এই গবেষণার নেতৃত্ব দেওয়া অধ্যাপক শিনিচি কোমাবা সুবিধা-অসুবিধার বিষয়টি খোলাখুলিভাবে তুলে ধরেন।

স্ক্যান্ডিয়াম একটি ব্যয়বহুল মৌল, তবে আমাদের গবেষণা দীর্ঘস্থায়ী সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরিতে এর সম্ভাবনা দেখায়। ফলাফলগুলো সোডিয়াম ব্যাটারির বাইরেও স্তরবিন্যস্ত ধাতব অক্সাইডের নকশায় নতুন কৌশলের ইঙ্গিত দেয়।

গবেষণাটি Advanced Materials সাময়িকীতে প্রকাশিত হয়েছে এবং জাপানের জাতীয় গবেষণা কর্মসূচিগুলোর সহায়তা পেয়েছে। গবেষণার মূল লক্ষ্য ছিল উপাদানের মৌলিক আচরণ, তবে এর ফলাফল ব্যাটারি শিল্পের বাস্তব চাহিদার সঙ্গেও সম্পর্কিত।

স্ক্যান্ডিয়াম কীভাবে P prime 2 গঠনকে স্থিতিশীল করে

অল্প পরিমাণ স্ক্যান্ডিয়াম ম্যাঙ্গানিজের স্তরে প্রবেশ করে এবং ম্যাঙ্গানিজ আয়নের স্থানীয় পরিবেশ বদলে দেয়। P prime 2-তে Mn3+-এর বিকৃতি এলোমেলো নয়। স্ফটিকজুড়ে পুনরাবৃত্ত মধুচক্রের মতো বিন্যাসে এগুলো সাজে। স্ক্যান্ডিয়াম এই সমন্বিত বিকৃতি ধরে রাখতে সাহায্য করে। ফলে চার্জ-ডিসচার্জের সময় স্ফটিক জালিকা তার সামগ্রিক সুশৃঙ্খল বিন্যাস না হারিয়ে প্রসারিত-সংকুচিত হতে পারে। অর্থাৎ, উপাদানটি বেঁকে বা ফেটে যাওয়ার বদলে পূর্বানুমেয়ভাবে নমনীয় হয়।

একই সঙ্গে স্ক্যান্ডিয়াম কণার আকৃতিও বদলে দেয়। ছোট ও সমজাতীয় কণার ভেতর দিয়ে সোডিয়াম আয়নকে কম দূরত্ব পাড়ি দিতে হয়, ফলে পরিবহন সহজ হয়। ইলেকট্রোলাইটের সঙ্গে আরও পরিচ্ছন্ন সংযোগস্থল তৈরি হয়, যা সক্রিয় উপাদান ক্ষয় করে এমন অনভিপ্রেত বিক্রিয়ার আশঙ্কা কমায়। এসব প্রভাব একত্রে বহু চক্রের পরও ক্যাথোড সচল থাকার সম্ভাবনা বাড়ায়।

P2-এর সঙ্গে তুলনাটি শিক্ষণীয়। P2-তে একই পরিমাণ স্ক্যান্ডিয়াম যোগ করলেও একই সুবিধা পাওয়া যায় না। সেখানে বিকৃতিগুলো স্থানীয়ই থেকে যায় এবং গঠনটি কম অনুকূল অবস্থার দিকে সরে যেতে থাকে। উপাদান নকশাকারীদের জন্য বার্তা হলো, রসায়ন ও স্ফটিকের বিন্যাস একসঙ্গে সমন্বয় করতে হবে, আলাদাভাবে নয়।

পরীক্ষায় কী দেখা গেছে

হার্ড-কার্বন অ্যানোড ব্যবহার করে ফুল-সেল পরীক্ষায় স্ক্যান্ডিয়াম-ডোপড P prime 2 ক্যাথোড ৩০০টি চার্জ-ডিসচার্জ চক্রের পর প্রাথমিক ধারণক্ষমতার প্রায় ৬০ শতাংশ ধরে রেখেছে। আনডোপড নমুনার তুলনায় ইলেকট্রোডগুলোর স্ফটিকত্ব ভালো ছিল এবং ইম্পিড্যান্স ধীরে বেড়েছে, যা ক্ষতিকর পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া কম হওয়ার পর্যবেক্ষণকে সমর্থন করে। সোডিয়াম পরিবারের উচ্চ ধারণক্ষমতার স্তরবিন্যস্ত অক্সাইডের জন্য এগুলো তাৎপর্যপূর্ণ উন্নতি।

অন্যান্য গবেষণার ফলও একই দিকে ইঙ্গিত করে। স্তরবিন্যস্ত অক্সাইড থেকে ভিন্ন NASICON-ধরনের ক্যাথোডে স্ক্যান্ডিয়াম আয়নিক ও ইলেকট্রনিক—দুই ধরনের পরিবহনপথই উন্নত করেছে। উদাহরণস্বরূপ, স্ক্যান্ডিয়াম-ডোপড Na3MnTi(PO4)3-এর পরিবাহিতা ও সোডিয়াম আয়নের গতিশীলতা বেড়েছে। অনুকূল সংমিশ্রণটি মাঝারি হারে ২৫০ চক্রের পর প্রায় ৯৩ শতাংশ এবং বেশি হারে ৫০০ চক্রের পর প্রায় ৮৮ শতাংশ ধারণক্ষমতা ধরে রেখেছে। কার্বন আবরণযুক্ত স্ক্যান্ডিয়াম-পরিবর্তিত Na3V2(PO4)2F3 উচ্চ হারে চার্জ-ডিসচার্জের সক্ষমতা এবং দীর্ঘ চক্রায়ু দেখিয়েছে; বেশি কারেন্টে ১,০০০ চক্রের পরও ধারণক্ষমতার প্রায় ৯০ শতাংশ ধরে রেখেছে। পরীক্ষার পদ্ধতি ও পরিমাপক ভিন্ন, তাই সরাসরি তুলনা করা যায় না। তবে বিভিন্ন উপাদানগোষ্ঠীতেই অল্প স্ক্যান্ডিয়াম যোগ করে গঠন স্থিতিশীল করা এবং পোলারাইজেশন কমানোর একটি সাধারণ প্রবণতা দেখা যায়।

স্তরবিন্যস্ত অক্সাইড নিয়ে গবেষণার বিস্তারিত বিশ্লেষণ, যার মধ্যে স্ক্যান্ডিয়াম ও P prime 2-তে সমন্বিত বিকৃতির বিশেষ সমন্বয়ও রয়েছে, পিয়ার-রিভিউ করা গবেষণাপত্রে প্রকাশিত হয়েছে। পাঠকেরা PubMed-এ এই লিংকে সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেখতে পারেন।

স্ক্যান্ডিয়ামের দাম, সরবরাহ ও উৎপাদন বাড়ানোর চ্যালেঞ্জ

ঘনীভূত অবস্থায় স্ক্যান্ডিয়াম বিরল; সাধারণত অন্য খনন ও পরিশোধন প্রক্রিয়ার উপজাত হিসেবে এটি উৎপাদিত হয়। সরবরাহ সীমিত এবং কয়েকটি দেশে কেন্দ্রীভূত। সাম্প্রতিক রপ্তানি নিয়ন্ত্রণ ও বৃহত্তর ভূরাজনৈতিক উত্তেজনার কারণে গুরুত্বপূর্ণ উপকরণের জন্য একটি অঞ্চলের ওপর নির্ভর করতে পরিকল্পনাকারীরা আরও সতর্ক হয়েছেন। স্ক্যান্ডিয়াম অক্সাইডের বাজারদর সাধারণত প্রতি কিলোগ্রামে কয়েক শ ডলার ধরা হয়। ফলে পরীক্ষাগার থেকে কারখানায় উৎপাদন নিয়ে যাওয়ার সময় খরচের প্রশ্ন ওঠে।

অর্থনৈতিক দিকটি বোঝার জন্য দুটি বিষয় বিবেচনা করা জরুরি। প্রথমত, ডোপিংয়ের মাত্রা কম। ম্যাঙ্গানিজের কয়েক শতাংশের বদলে স্ক্যান্ডিয়াম বসালে ক্যাথোডে ব্যয়বহুল মৌলটির ভর খুব সামান্যই বাড়ে, ফলে উপকরণ ব্যয়ের ওপর প্রভাব সীমিত থাকতে পারে। দ্বিতীয়ত, স্ক্যান্ডিয়ামের ব্যবহার কমানোর একাধিক পথ রয়েছে। যেখানে সংযোগস্থল সবচেয়ে ভালো হয়, গবেষকেরা সেখানে পৃষ্ঠের কাছাকাছি ডোপ্যান্ট দিতে পারেন, অল্প স্ক্যান্ডিয়ামের সঙ্গে সুরক্ষামূলক আবরণ ব্যবহার করতে পারেন, অথবা স্ক্যান্ডিয়ামের গাঠনিক ভূমিকার অনুকরণ করে এমন ডোপ্যান্টের জুটি খুঁজতে পারেন। অস্ট্রেলিয়া, উত্তর আমেরিকা ও অন্যান্য অঞ্চলে নতুন প্রকল্পের লক্ষ্য উপজাত হিসেবে পাওয়া স্ক্যান্ডিয়ামের উৎপাদন বাড়িয়ে বাজারে আনা। চাহিদা বাড়লে এতে দাম ও সরবরাহঝুঁকি কমতে পারে।

সোডিয়াম-আয়ন প্রযুক্তি প্রথম কোথায় এগিয়ে যেতে পারে

স্থির শক্তি সঞ্চয়ের জন্য সোডিয়াম-আয়ন প্রযুক্তি বেশ উপযোগী বলে মনে হয়। এসব ক্ষেত্রে প্রতি কিলোগ্রামে সর্বোচ্চ শক্তির চেয়ে খরচ, নিরাপত্তা ও দীর্ঘস্থায়িত্ব প্রায়ই বেশি গুরুত্বপূর্ণ। গ্রিড-সংযুক্ত ব্যাটারি, মিটারের পেছনে স্থাপিত ব্যবস্থা এবং কমিউনিটি পর্যায়ের সঞ্চয়ব্যবস্থায় যানবাহনের মতো কঠোর ওজনসীমা নেই। উচ্চ ধারণক্ষমতার স্থিতিশীল স্তরবিন্যস্ত ক্যাথোড প্রতি কিলোওয়াট-ঘণ্টায় প্রয়োজনীয় উপাদানের পরিমাণ কমিয়ে প্রতিযোগিতায় এগিয়ে দিতে পারে। ন্যূনতম ক্ষতিতে হাজার হাজার চক্রের চাহিদা থাকা ব্যবহারে, দীর্ঘ সময় চক্রায়ন সহ্য করতে পারে এমন NASICON-ভিত্তিক ক্যাথোডও ভূমিকা রাখতে পারে।

যানবাহন খাতেও অগ্রগতি হচ্ছে। কয়েকটি নির্মাতা প্রাথমিক পর্যায়ের গাড়ি ও দুই চাকার যানবাহনে সোডিয়াম-আয়ন সেল ব্যবহারের পরিকল্পনা ঘোষণা করেছে। কম তাপমাত্রায় কর্মক্ষমতা ও চার্জিং আচরণ নিয়ে সক্রিয় গবেষণা চলছে। ক্যাথোডের স্থিতিশীলতা, ইলেকট্রোলাইটের নকশা এবং অ্যানোডের প্রকৌশলগত উন্নতিই ঠিক করবে পরিবহনে সোডিয়ামের ব্যবহার কতটা বাড়তে পারে। কর্মক্ষমতা উন্নত হতে থাকলে, আরও নিরাপদ ও সীমিত সম্পদনির্ভরতা কম এমন বিকল্পের সুস্পষ্ট মূল্য রয়েছে।

এরপর নজর রাখার বিষয়

পরবর্তী পরীক্ষা হলো উৎপাদন বাড়ানো। কয়েন-টাইপ ফুল সেলে স্ক্যান্ডিয়াম-ডোপড উপাদানটি প্রদর্শন করা হয়েছে। স্তূপাকারে সাজানো পাউচ বা প্রিজম্যাটিক সেলে যেতে হলে বড় ব্যাচে সমানভাবে ডোপিং, কণার আকৃতির কঠোর নিয়ন্ত্রণ এবং প্রচলিত ইলেকট্রোলাইট মিশ্রণ ও বিভাজকের সঙ্গে সামঞ্জস্য দরকার। আর্দ্রতা সহনশীলতা উৎপাদনে ভালো ফলনের জন্য আশাব্যঞ্জক, তবে উৎপাদন লাইনে কঠোর নিয়ন্ত্রণ বজায় রাখতে হবে।

উপাদান আবিষ্কারের কাজও চলছে। স্ক্যান্ডিয়ামের প্রভাব থেকে অনুপ্রাণিত হয়ে একই ধরনের স্ফটিক জালিকা-সমন্বয় ঘটাতে পারে এমন কম ব্যয়বহুল আয়ন খোঁজা হতে পারে, কিংবা স্ক্যান্ডিয়াম ছাড়াই সমন্বিত বিকৃতি ধরে রাখতে ম্যাঙ্গানিজের স্থানে শূন্যস্থান ও সুশৃঙ্খল বিন্যাস তৈরি করা যেতে পারে। উচ্চতর লবণঘনত্ব বা টেকসই আন্তঃস্তর তৈরি করে এমন সংযোজকের মতো পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া কমানোর ইলেকট্রোলাইট কৌশল ক্যাথোডের নকশাকে পরিপূরক করতে পারে। উন্নত হার্ড কার্বন বা বিকল্প অ্যানোডের সঙ্গে এই ক্যাথোড যুক্ত করলে প্রাথমিক কার্যকারিতা ও দীর্ঘমেয়াদি স্থিতিশীলতা—দুটিই বাড়তে পারে।

মূল কথা

• টোকিও ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্সের গবেষকেরা জানিয়েছেন, P prime 2 স্তরবিন্যস্ত সোডিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড ক্যাথোডে স্ক্যান্ডিয়াম ডোপ করলে কয়েন-টাইপ ফুল সেলে ৩০০ চক্রের পর প্রায় ৬০ শতাংশ ধারণক্ষমতা ধরে রাখা যায়।
• এই উন্নতি জাহন-টেলার বিকৃতিজনিত ধারণক্ষমতা হ্রাসের লক্ষ্য নিয়ে কাজ করে: এতে স্ফটিক জালিকার সুশৃঙ্খলতা বজায় থাকে, পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া কমে এবং আর্দ্রতা সহনশীলতা বাড়ে।
• এই প্রভাব P prime 2 পলিটাইপের জন্য বিশেষ; পরীক্ষা করা P2 বা অন্য ত্রিসংযোজী ডোপ্যান্টে একই ফল পাওয়া যায়নি।
• গবেষণায় ম্যাঙ্গানিজের স্থানে প্রায় ৮ শতাংশ স্ক্যান্ডিয়াম প্রতিস্থাপনে সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা পাওয়া গেছে।
• সম্পর্কিত গবেষণায় দেখা গেছে, পরিবাহিতা ও আয়নের গতিশীলতা বাড়িয়ে স্ক্যান্ডিয়াম NASICON-ধরনের ক্যাথোডেরও উন্নতি করতে পারে; বিভিন্ন পরীক্ষার শর্তে এগুলো উচ্চ চক্রায়ু দেখিয়েছে।
• স্ক্যান্ডিয়ামের দাম বেশি এবং সরবরাহ কয়েকটি অঞ্চলে কেন্দ্রীভূত, তবে প্রয়োজনীয় পরিমাণ কম এবং উপজাত হিসেবে নতুন উৎস তৈরির কাজ চলছে।
• স্থিতিশীল সোডিয়াম-আয়ন ক্যাথোড গ্রিডে শক্তি সঞ্চয় ও প্রাথমিক পর্যায়ের যানবাহনে সোডিয়ামের ব্যবহারকে আরও জোরালো ভিত্তি দেয়, যেখানে খরচ ও নিরাপত্তা অগ্রাধিকার।
• পরবর্তী পদক্ষেপের মধ্যে রয়েছে বড় সেলে উৎপাদন বাড়ানো, ইলেকট্রোলাইট ও অ্যানোডের সমন্বয় উন্নত করা এবং স্ক্যান্ডিয়ামের গাঠনিক ভূমিকা থেকে অনুপ্রাণিত কম ব্যয়বহুল ডোপ্যান্ট কৌশল খোঁজা।