तट से भण्डार तक: लघु एवं दीर्घ अवधि के स्थिर ऊर्जा भण्डारण के लिए सोडियम-समुद्री जल बैटरियां

सार्डिनिया के शोधकर्ताओं ने अल्पकालिक और दीर्घकालिक स्थिर ऊर्जा भंडारण के लिए सोडियम-समुद्री जल बैटरियों का विकास करके संधारणीय ऊर्जा में उल्लेखनीय प्रगति की है। उन्होंने पाया कि SWBs सोडियम-बाइफिनाइल तकनीक का उपयोग करके तरंग ऊर्जा के साथ कुशलतापूर्वक ऊर्जा संग्रहीत कर सकते हैं और बिजली के उतार-चढ़ाव को स्थिर कर सकते हैं। इस नई खोज से सार्डिनिया की ऊर्जा और पानी की ज़रूरतों को पूरा करने के साथ-साथ कार्बन डाइऑक्साइड को भी पकड़ने की उम्मीद है। यह तटीय क्षेत्रों और द्वीपों के लिए स्वच्छ ऊर्जा में परिवर्तन की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।

पेरुगिया विश्वविद्यालय और रोम के सैपिएन्ज़ा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एसडब्ल्यूबी की आशाजनक क्षमताओं पर एक अध्ययन किया है। उनका शोध सार्डिनिया द्वीप में नवीकरणीय ऊर्जा की प्रचुरता पर आधारित एक केस स्टडी पर केंद्रित है।

उनके शोध से पता चला कि एसडब्ल्यूबी (SWB) को तरंग ऊर्जा के साथ मिलाकर बिजली के उतार-चढ़ाव को प्रभावी ढंग से स्थिर किया जा सकता है और दीर्घकालिक रूप से पूरी तरह से कार्बनमुक्त बिजली उत्पादन प्रणाली का मार्ग प्रशस्त किया जा सकता है । एसडब्ल्यूबी के नाम से जानी जाने वाली सोडियम-आधारित बैटरी तकनीक, समुद्री जल को कैथोड के रूप में उपयोग करते हुए, उच्च दक्षता प्रदर्शित करती है। एसडब्ल्यूबी के कई लाभों में से एक इसकी अल्पकालिक और दीर्घकालिक दोनों अवधियों के लिए ऊर्जा को प्रभावी ढंग से संग्रहित करने की उल्लेखनीय क्षमता है, जो विश्वसनीय वार्षिक ऊर्जा भंडारण सुनिश्चित करती है ।

इस क्षमता का लाभ उठाने के लिए, उन्होंने सोडियम-बाइफेनिल (Na-BP) को एनोलाइट के रूप में इस्तेमाल किया, जिससे एक उल्लेखनीय SWB तकनीक विकसित हुई। यह अभिनव डिज़ाइन एनोलाइट और कैथोलाइट (समुद्री जल) दोनों को बैटरी सेल से होकर प्रवाहित होने देता है, जो उल्लेखनीय दक्षता के साथ एक पारंपरिक रेडॉक्स फ्लो बैटरी के समान है।

शोधकर्ताओं ने खुलासा किया है कि Na-BP आधारित SWB का एक प्रमुख लाभ यह है कि इसमें धात्विक सोडियम को बाहरी रूप से संग्रहित किया जा सकता है। Na धातु के भंडार को बढ़ाकर, यह नवीन विशेषता भंडारण अवधि को काफी बढ़ा देती है। परिणामस्वरूप, केवल एक उपकरण का उपयोग करके घंटों से लेकर महीनों तक, या यहां तक ​​कि पूरे मौसमों के दौरान ऊर्जा का भंडारण करना संभव हो जाता है। यह न केवल समग्र दक्षता को बढ़ाता है बल्कि निवेश लागत को भी कम करता है।

शोधकर्ताओं ने कहा, “इस कार्य का उद्देश्य यूरोपीय ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एसडब्ल्यूबी की प्रयोज्यता को प्रदर्शित करना है, ताकि प्रयोगशाला स्तर पर विकसित किए गए सेल को व्यावसायिक अनुप्रयोगों में लाने के लिए आवश्यक आगे के विकास में सार्वजनिक और निजी क्षेत्रों की रुचि को बढ़ाया जा सके।”

इस उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने तरंग ऊर्जा कन्वर्टर्स के साथ SWB के उपयोग की संभावनाओं का पता लगाया । उनके अध्ययन से पता चला कि यह संयोजन सार्डिनिया ग्रिड पर बिजली के उतार-चढ़ाव को 85% से अधिक तक कम कर सकता है। विशेष रूप से, उन्होंने एक-सेकंड के अंतराल पर लगातार बिजली मूल्यों की तुलना करके बिजली के उतार-चढ़ाव में कमी की गणना की। इसके अलावा, उन्होंने Na-BP एनोलाइट में ऊर्जा को संग्रहित किया ।

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शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि दीर्घकालिक परिप्रेक्ष्य में, SWB (स्वच्छ जल निकासी प्रणाली) सार्डिनिया की मौसमी और वार्षिक ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने की क्षमता रखती है। इसका कारण सोडियम धातु का उल्लेखनीय रूप से उच्च आयतनिक घनत्व है, जो 700 बार पर संपीड़ित हाइड्रोजन से लगभग चार गुना अधिक है।

सार्डिनियन ग्रिड के पूर्ण डीकार्बोनाइजेशन को प्राप्त करने के लिए, लगभग 340,000 m3 Na धातु का एकीकरण आवश्यक है। यह मात्रा Na के एक भंडार के बराबर है जो 12 मीटर ऊंचा है और चार फुटबॉल मैदानों से भी कम सतह क्षेत्र को कवर करता है, जैसा कि शोधकर्ताओं ने गणना की है।

इसके अलावा, अल्पकालिक और दीर्घकालिक स्थिर ऊर्जा भंडारण के लिए सोडियम-समुद्री जल बैटरी में सार्डिनिया की लगभग 29% आबादी की खारे पानी को मीठा करने की जरूरतों को पूरा करने की क्षमता है। इतना ही नहीं, इसमें कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने की अतिरिक्त क्षमता भी है , जो प्रभावी रूप से प्रति किलोवाट घंटे 37.3 ग्राम CO2 का भंडारण करती है ।

शोधकर्ताओं ने रिपोर्ट में उल्लेख किया है कि, “मॉडलिंग के परिणाम सार्डिनिया के प्रचुर नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ संयुक्त एसडब्ल्यूबी-आधारित ऊर्जा भंडारण की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करते हैं, जिससे द्वीप पर ऊर्जा प्रणाली का पूर्ण रूप से कार्बन-मुक्तीकरण संभव हो पाता है। इसके अलावा, एसडब्ल्यूबी की विलवणीकरण और CO2 कैप्चर करने की क्षमता स्वच्छ ऊर्जा परिवर्तन के कार्यान्वयन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है जिसे अन्य द्वीपों और तटीय क्षेत्रों तक विस्तारित किया जा सकता है।”

स्रोत : अल्पकालिक और दीर्घकालिक स्थिर ऊर्जा भंडारण के लिए सोडियम-समुद्री जल बैटरी