तंजानिया के शोधकर्ताओं ने पाया कि सोपस्टोन और ग्रेनाइट चट्टानों का उपयोग थर्मल ऊर्जा भंडारण (TES) के माध्यम से बाद में उपयोग के लिए सौर ऊष्मा को संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है। यह बैटरी भंडारण के विकल्प के रूप में चट्टानों, तेल या पानी जैसे स्रोतों से गर्मी का उपयोग करके ऊर्जा एकत्र करने और उसका उपयोग करने का एक सरल और लागत प्रभावी तरीका है। तंजानिया के सोपस्टोन और ग्रेनाइट चट्टानें अपनी स्थिरता और उच्च ऊर्जा घनत्व के कारण उच्च तापमान पर गर्मी को अच्छी तरह से संग्रहीत करती हैं।
शोधकर्ताओं ने पाया है कि क्रेटन सोपस्टोन चट्टानें गर्मी को अच्छी तरह से अवशोषित, संग्रहीत और संचारित कर सकती हैं, साथ ही रासायनिक रूप से स्थिर और यांत्रिक रूप से मजबूत भी हैं। हालांकि टिकाऊ ऊर्जा भंडारण सामग्री के रूप में उनकी क्षमता आशाजनक है, लेकिन उनकी क्षमताओं का पूरी तरह से पता लगाने के लिए और अधिक प्रयोग की आवश्यकता है।
हाल ही में, तंजानिया के शोधकर्ताओं ने चट्टानों में छिपी हुई सतत सौर ऊर्जा भंडारण क्षमता का पता लगाया है। उन्होंने पाया कि सामान्य चट्टानें तापीय ऊर्जा भंडारण (टीईएस) के लिए आदर्श हो सकती हैं, जिसमें सौर ताप को बाद में उपयोग के लिए संग्रहित किया जाता है। इनमें से सोपस्टोन और ग्रेनाइट सबसे आदर्श चट्टानें पाई गई हैं।
चट्टानें सौर ऊष्मा को संग्रहित कर सकती हैं और यह आगामी पर्यावरण-अनुकूल ऊर्जा प्रौद्योगिकी की नींव बन सकती है। संकेंद्रित सौर ऊर्जा के माध्यम से, सूर्य से गर्मी का उपयोग किया जा सकता है और भोजन को सुखाने या बिजली पैदा करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
एसीएस ओमेगा की एक टीम के अनुसार , तंजानिया से प्राप्त सोपस्टोन और ग्रेनाइट के नमूने अपनी उच्च ऊर्जा घनत्व और स्थिरता के कारण उच्च तापमान पर सौर ताप को अच्छी तरह से संग्रहित कर सकते हैं।
बड़ी बैटरियों में ऊर्जा संग्रहित करना महंगा पड़ सकता है और इसके निर्माण में बहुत संसाधनों की आवश्यकता होती है। थर्मल एनर्जी स्टोरेज एक कम लागत वाला विकल्प है जो चट्टान, तेल या पानी जैसे तरल या ठोस पदार्थों में ऊष्मा के रूप में ऊर्जा एकत्रित करता है । ऐसे स्रोतों में ऊष्मा के रूप में संग्रहित ऊर्जा का उपयोग जनरेटर को चलाने और बिजली उत्पादन के लिए किया जा सकता है।
ग्रेनाइट और सोपस्टोन विशेष रूप से उच्च ताप के तहत बनते हैं और दुनिया भर में पाए जाते हैं। यह विशेषता संभवतः उन्हें एक अनुकूल TES सामग्री बनाती है। लेकिन जिस स्थान पर वे बनते हैं, उसके आधार पर गुणों में भिन्नता हो सकती है, यही कारण है कि इन चट्टानों के कुछ नमूने दूसरों की तुलना में बेहतर हैं। क्रेटन और उसागरन भूवैज्ञानिक बेल्ट तंजानिया में मिलते हैं और दोनों में ग्रेनाइट और सोपस्टोन होते हैं।
नेल्सन मंडेला अफ्रीकन इंस्टीट्यूशन ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी और अर्धी यूनिवर्सिटी के लिलियन ड्यूसडेडिट काकोको , यूसुफु अबेद चंदे जांदे और थॉमस किवेवेले ने इन शिलाखंडों में पाए जाने वाले पत्थरों के गुणों की जांच करने का निर्णय लिया। टीम ने इन शिलाखंडों से विभिन्न चट्टानों के नमूने एकत्र किए और उनका विश्लेषण किया। ग्रेनाइट के नमूनों में सिलिकॉन ऑक्साइड की उच्च मात्रा पाई गई, जिससे उनकी मजबूती बढ़ गई।
क्रेटन ग्रेनाइट में मस्कोवाइट सहित अन्य यौगिक भी होते हैं, जो निर्जलीकरण के प्रति संवेदनशील होते हैं। यह यौगिक उच्च तापमान पर चट्टान को अस्थिर बना सकता है। मैग्नेसाइट युक्त सोपस्टोन में असाधारण तापीय क्षमता और उल्लेखनीय घनत्व पाया गया।
सोपस्टोन और उसगारन ग्रेनाइट दोनों के नमूनों को 1800 डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक तापमान पर गर्म करने पर कोई स्पष्ट दरार नहीं दिखाई दी । इसके विपरीत, क्रेटन ग्रेनाइट टूट गया। साथ ही, यह अनुमान लगाया गया था कि सोपस्टोन ग्रेनाइट की तुलना में अधिक ऊष्मा उत्सर्जित करेगा। यही कारण है कि चट्टानों में छिपी स्थायी सौर ऊर्जा भंडारण की खोज रोमांचक है।
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कुल मिलाकर, क्रेटन सोपस्टोन का प्रदर्शन TES के रूप में अच्छा था क्योंकि यह गर्मी को प्रभावी ढंग से अवशोषित, संग्रहीत और संचारित करने में सक्षम था। साथ ही, इसने अच्छी रासायनिक स्थिरता और यांत्रिक शक्ति बनाए रखी। हालाँकि, यह संभव है कि अन्य चट्टानें कम ऊर्जा वाले TES अनुप्रयोग जैसे कि सोलर ड्रायर के लिए उपयुक्त हो सकती हैं।
शोधकर्ताओं के अनुसार, आगे और प्रयोगों की आवश्यकता है, लेकिन ये नमूने एक स्थायी ऊर्जा भंडारण सामग्री होने के मामले में आशाजनक परिणाम दिखाते हैं। इसके साथ ही, यह उम्मीद की जाती है कि तंजानिया की चट्टानें बैटरी स्टोरेज का विकल्प हैं जो एक अभूतपूर्व खोज है।
स्रोत: एसीएस प्रकाशन
