सौर ऊर्जा का दोहन करने के लिए नई सामग्री विकसित
चंडीगढ़। भारतीय वैज्ञानिकों ने एक नई सामग्री विकसित की है जिसने अब तक उपलब्ध सभी सामग्रियों के बीच सौर ऊर्जा को ताप ऊर्जा में परिवर्तित करने की उच्चतम दक्षता प्रदर्शित की है।
अद्वितीय गेंदा जैसी कार्बन नैनो-संरचनाओं वाली सामग्री में लद्दाख और हिमाचल प्रदेश जैसे उच्च ऊंचाई वाले क्षेत्रों के लिए अपार संभावनाएं हैं, जहां साल के अधिकांश समय प्रचुर मात्रा में धूप उपलब्ध होती है और, भारत में सौर-थर्मल ऊर्जा बाजार को बदलने के अलावा, यह एक कदम है। शुद्ध शून्य कार्बन उत्सर्जन की दिशा में।
इतिहास के अधिकांश भाग में, जीवाश्म ईंधन ने पर्यावरण और जैव विविधता पर प्रतिकूल प्रभाव और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में वृद्धि के साथ मानव तापीय ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा किया है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय के अनुसार, हालांकि हाल ही में सूर्य से सीधे प्रकाश का उपयोग किया जा रहा है और इसे तापीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जा रहा है, लेकिन सूर्य द्वारा उत्सर्जित कुल ऊष्मा ऊर्जा का केवल एक छोटा सा प्रतिशत ही उपयोग किया गया है।
भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (आईआईटी) में डिजाइन की गई नई सामग्री ने अवशोषित और संग्रहीत की जा सकने वाली गर्मी की मात्रा में एक बड़ी सफलता हासिल की है। मंत्रालय ने दावा किया है कि नैनोस्ट्रक्चर्ड हार्ड-कार्बन फ्लोरेट्स (एनसीएफ) कहे जाने वाले इस पदार्थ ने 87 प्रतिशत की सौर-थर्मल रूपांतरण दक्षता दिखाई है, जो अब तक सबसे अधिक है।
यह सूर्य के प्रकाश के 97 प्रतिशत से अधिक पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त घटकों को अवशोषित करता है और इसे थर्मल ऊर्जा में परिवर्तित करता है जिसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए प्रभावी ढंग से हवा या पानी में स्थानांतरित किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि एनसीएफ हवा को सामान्य प्रचलित तापमान से 60 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करता है और इस तरह धुआं मुक्त अंतरिक्ष-हीटिंग समाधान प्रदान कर सकता है। आईआईटी के प्रोफेसर सी. सुब्रमण्यम ने कहा, “यह लेह और लद्दाख जैसी ठंडी जलवायु परिस्थितियों में स्थित हीटिंग स्थानों के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक है, जहां प्रचुर मात्रा में धूप मिलती है।”
सौर तापीय कन्वर्टर्स, जैसे कि सौर वॉटर हीटर में मौजूद होते हैं, दुनिया भर में कई स्थानों पर पहले से ही उपयोग में हैं, लेकिन उनमें से अधिकतर महंगे, भारी और पर्यावरण के लिए संभावित रूप से हानिकारक हैं।
“सौर-थर्मल रूपांतरण के लिए पारंपरिक कोटिंग्स और सामग्री क्रोमियम या निकल फिल्मों पर आधारित हैं। जबकि एनोडाइज्ड क्रोमियम एक भारी धातु है और पर्यावरण के लिए विषाक्त है, क्रोमियम और निकल दोनों फिल्में 60-70 प्रतिशत के बीच सौर-थर्मल रूपांतरण क्षमता प्रदर्शित करती हैं, ”अध्ययन की प्रमुख लेखिका डॉ. अनन्या साह ने कहा। दूसरी ओर, एनसीएफ मुख्य रूप से कार्बन से बने होते हैं और उत्पादन में सस्ते, पर्यावरण के अनुकूल और उपयोग में आसान होते हैं, उन्होंने कहा।
सूरज की रोशनी को गर्मी में परिवर्तित करने की अपनी उल्लेखनीय दक्षता के अलावा, एनसीएफ का एक और लाभ उनकी प्रक्रियाशीलता में निहित है। उन्हें विकसित करने के लिए सामग्री आसानी से उपलब्ध है और तकनीक आसानी से स्केलेबल है, जिससे बड़े पैमाने पर विनिर्माण व्यावसायिक रूप से सस्ता हो जाता है। एक बार निर्मित होने के बाद, एनसीएफ को लगभग किसी भी सतह पर स्प्रे-पेंट किया जा सकता है, किसी सतह पर पाउडर कोटिंग के समान, जिससे आवेदन और रखरखाव की लागत कम हो जाती है।
इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि एनसीएफ से लेपित खोखली तांबे की ट्यूबें उनके माध्यम से प्रसारित हवा को 70 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक गर्म कर सकती हैं। उन्होंने 186 प्रतिशत की दक्षता के साथ शुद्धिकरण के लिए पानी को वाष्प में बदलने की अपनी क्षमता भी प्रस्तुत की, जो अब तक दर्ज की गई सबसे अधिक दक्षता है।
