आता उष्णताही साठवता येणार; मुंबई आयआयटीचे नवे संशोधन

मुंबई; पुढारी वृत्तसेवा :  पडलेल्या सूर्य प्रकाशापैकी ८७ टक्केहून अधिक प्रकाश वापरण्यायोग्य ऊष्मा ऊर्जेत रूपांतरित करणारे संशोधन आयआयटी मुंबईने केले आहे. झेंडूच्या फुलासारखी नॅनो रचना असलेले हे मटेरियल सौर ऊष्मा शोषण्यात अधिकवेगवान असल्याचे आयआयटी मुंबईने म्हटले आहे.

ही उर्जा सामान्य तापमानाला असलेली हवा ६० डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम करता येते आणि कोणत्याही प्रकारचा धूर किंवा प्रदूषण न करता खोली, तत्सम जागा गरम करता येते. भरपूर सूर्यप्रकाश मिळणाऱ्या थंड हवेच्या प्रदेशात विशेषतः इमारती गरम ठेवण्यासाठी याचा उपयोग होऊ शकणार आहे अशी महिती मुंबई आयआयटीच्या रसायनशास्त्र विभागाचे प्रा. सी. सुब्रमण्यम यांनी दिली.

ऊष्मा ऊर्जा जीवसृष्टीला जोपासणारी मूलभूत ऊर्जा आहे. अन्न शिजवणे, घर उबदार ठेवणे यापासून उद्योग चालवणे आणि वीजनिर्मिती अशा विविध उपयोगांसाठी ऊष्मा ऊर्जा वापरले जाते. सूर्याकडून मिळालेली उष्णता वनस्पती आणि मोठी झाडे शोषून घेतात आणि साठवून पण ठेवतात. याचे रुपांतर अनेक दशलक्ष वर्षांनी कोळश्यामध्ये होते.

तर दुसरीकडे वनस्पतींना जाळून उष्णता किंवा इंधन यासाठी नेहमीच वापर होत आला आहे. यातून पर्यावरण आणि जैवविविधता यावर त्याचे दुष्परिणाम होऊन प्रदूषण व हरितगृह उत्सर्जन वाढलेले आहे. असे न करता सूर्याची उष्णता शोषून आणि साठवून ठेवण्याची मोठी क्षमता असलेला नवीन पदार्थ आयआयटीतील संशोधकांनी विकसित केला आहे.

नॅनोस्ट्रक्चर्ड हार्ड – कार्बन फ्लोरेट्स (एनसीएफ) नावाच्या या पदार्थामध्ये सौर- ऊष्मा रूपांतरणाची अभूतपूर्व अशी ८७ टक्के कार्यक्षमता आढळली आहे. एनसीएफवर पडणाऱ्या अतिनील (अल्ट्रावायोलेट), दृश्य (व्हिसिबल) आणि अवरक्त (इन्फ्रारेड) प्रकाशातील ९७ टक्के प्रकाश शोषला जातो आणि त्याचे प्रभावीपणे ऊष्मा ऊर्जेत रूपांतर होते. ही ऊष्मा ऊर्जा हवा किंवा पाणी गरम करायला वापरून त्याचे विविध व्यावहारिक उपयोग करता येतात. या अभ्यासातून संशोधकांनी दाखवून दिले आहे.

कशी होते ऊर्जा साठवण ?

१. बनवलेले एनसीएफ नॅनोकणांमध्ये कार्बनचे एकमेकांना जोडलेले सूक्ष्म शंकू आहेत. ते दिसताना झेंडूच्या फुलासारखी रचना आहे. या विशिष्ट रचनेमुळे प्रकाशकण त्यावर आदळले असता फोनॉन अॅक्टिव्हेशनची प्रक्रिया जोमाने होते. जेव्हा एनसीएफ प्रकाश शोषतात तेव्हा स्थानिक रचना पद्धतशीर असल्यामुळे फोनॉन अॅक्टिव्हेशन जोमाने घडते.

ज्या पदार्थामध्ये फोनॉनचे कार्य जोमात असते त्या पदार्थामध्ये ऊष्मा ऊर्जेचे उत्तम वहन होते. सूर्यप्रकाश उष्णतेत रूपांतरित करण्याची एनसीएफची क्षमता अधिक आहे.

२. सौर प्रकाशाचे ऊष्मा ऊर्जेत रूपांतर करण्यापलीकडे एनसीएफचा उपयोग खोल्या, कार्यालये किंवा अशा लहान जागांना उबदार ठेवण्यासाठी (स्पेस हीटिंग) होऊ शकतो तांब्याच्या पोकळ नळ्यांवर एनसीएफचा लेप दिला तर त्या नळ्यांमधून जाणारी हवा ७२ डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त गरम होऊ शकते. याशिवाय पाण्याचे वाफेत रूपांतर करण्याची एनसीएफची कार्यक्षमता १८६ टक्के आहे जी आतापर्यंतच्या सर्व पद्धतींमध्ये सर्वोच्च आहे.

३. सौर ऊर्जा पाण्याची वाफ करण्यासाठी वापरून जल शुद्धीकरण करण्याची पद्धत आहे.
४. एनसीएफमध्ये भारतातील सौर-ऊष्मा ऊर्जा क्षेत्राची रूपरेषा पालटून टाकण्याची आणि कार्बनमुक्ततेचा मार्ग खुला करण्याची क्षमता आहे.