अब तक हम घरों को बिजली देने के लिए सौर पैनलों से परिचित थे, लेकिन क्या होगा अगर घर को उसकी सामग्रियों से ही बिजली मिले? जी हां, एमआईटी के शोधकर्ताओं ने पाया है कि सुपरकैपेसिटर में घर को बिजली देने की क्षमता है। इस परियोजना का नेतृत्व कर रहे प्रोफेसर फ्रांज-जोसेफ उल्म का लक्ष्य टिकाऊ और सुलभ ऊर्जा समाधान विकसित करना है। यह परियोजना कंक्रीट और लकड़ी के कोयले जैसी आसानी से उपलब्ध सामग्रियों के उपयोग पर केंद्रित है।
निकट भविष्य में, घरों में लकड़ी के कोयले से मिश्रित अभिनव कंक्रीट स्तंभ लगाए जा सकते हैं, जिससे वे बिजली को आसानी से संग्रहित कर सकेंगे और निवासियों के उपयोग के लिए आवश्यकता पड़ने पर उसे मुक्त कर सकेंगे। एमआईटी के शोधकर्ताओं ने एक सुपरकैपेसिटर बनाया है जो बैटरी की तरह काम करता है लेकिन उपयोग से खराब नहीं होता। यह सामान्य सामग्रियों से बना है और इसका उद्देश्य नवीकरणीय ऊर्जा को कम खर्च में और प्रभावी ढंग से बचाना है।
कंक्रीट सुपरकैपेसिटर के डिज़ाइनर पहले से ही इस तकनीक के लिए और भी उल्लेखनीय अनुप्रयोगों की कल्पना कर रहे हैं । उदाहरणों में चलते समय इलेक्ट्रिक वाहनों को चार्ज करना और खराब मौसम की घटनाओं के दौरान निर्बाध बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करना शामिल है।
एमआईटी में इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और प्रोजेक्ट लीडर फ्रांज-जोसेफ उल्म ने कहा, "ये एक तरह से वो नए क्षेत्र हैं जहां हम इस तकनीक के साथ अभी काम कर रहे हैं, और अब हमने दिखा दिया है कि इसका व्यापक उपयोग कैसे किया जा सकता है। यहां ये दो सामग्रियां मिलकर संभावित रूप से हर किसी के लिए, हर जगह ऊर्जा भंडारण का एक समाधान तैयार कर सकती हैं।"
काम कर रहे
बैटरी के विपरीत, एक सुपरकैपेसिटर विद्युत ऊर्जा को सीधे एक चालक पदार्थ में संग्रहित करता है , जैसे कि इलेक्ट्रोलाइट्स या खारा पानी, इलेक्ट्रोड की सतह पर।
चालक पदार्थ को अपघटक पदार्थ से अलग रखा जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों का मुक्त प्रवाह अवरुद्ध हो जाता है, ठीक वैसे ही जैसे किसी परिपथ में होता है। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों का संचय होता है – ठीक उसी तरह जैसे गुब्बारे को रगड़ने पर स्थैतिक विद्युत उत्पन्न होती है।
प्रोफेसर उल्म बताते हैं, “यहाँ रसायन विज्ञान के चमत्कार देखने को मिलते हैं। जब आप सीमेंट को - जो पानी को पसंद करता है, यह जल-प्रेमी होता है - कार्बन ब्लैक [परिष्कृत चारकोल] के साथ मिलाते हैं, जो पानी से नफरत करता है, तो कार्बन ब्लैक पहले गुच्छे बनाता है और फिर वही पानी जलयोजन प्रतिक्रिया में खपत हो जाता है जिससे ठोस कंक्रीट बनता है।”
“इस खपत के परिणामस्वरूप, ये गुच्छे ढीले पड़ जाते हैं और पूरे पदार्थ में एक आयतनिक तार का निर्माण करते हैं। वह आयतनिक तार हर जगह मौजूद होता है, और परिणामस्वरूप हम नमक के घोल से उत्पन्न भारी मात्रा में प्रति-आवेश को इस आयतनिक तार पर संग्रहित कर सकते हैं,” प्रोफेसर उल्म ने आगे कहा।
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कंक्रीट के फायदे
स्वाभाविक रूप से, कंक्रीट छिद्रपूर्ण होता है और इसमें छिद्र होते हैं, जिसके माध्यम से यह आसानी से खारे पानी को सोख लेता है। प्रो. उल्म के अनुसार, यह आसानी से इसके माध्यम से गुजरने वाले कार्बन तार के माध्यम से ऐसा कर सकता है। डिस्क के रूप में इलेक्ट्रोड के बीच यह ओरियो जैसा दिखता है, जिसे स्टैक के रूप में आसानी से एक दूसरे से जोड़ा जा सकता है।
कंक्रीट और लकड़ी का कोयला व्यापक रूप से उपलब्ध सामग्रियां हैं जो पूरी दुनिया में पाई जाती हैं। विशेष रूप से, कंक्रीट बेहद लोकप्रिय है और बड़े पैमाने पर इसका उपयोग होता है, जो पानी के बाद दूसरे स्थान पर है। कंक्रीट की बहुमुखी प्रतिभा इसके पाउडर रूप से और भी बढ़ जाती है, जो सुपरकैपेसिटर के डिज़ाइन को विभिन्न अनुप्रयोगों के अनुरूप बनाने में सक्षम बनाती है, जैसा कि प्रोफेसर उल्म ने बताया है।
प्रोफेसर उल्म ने बताया कि जहां एक औसत लिथियम बैटरी को केवल 300 से 500 बार ही चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है, वहीं एक सुपरकैपेसिटर को दक्षता में कोई कमी आए बिना अनगिनत बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है । इसका कारण यह है कि सुपरकैपेसिटर को ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित करने की आवश्यकता नहीं होती है।
प्रोफेसर उल्म ने कहा, "अगर हर किसी के भवन की नींव या दीवार में इनमें से एक सुपरकैपेसिटर लगा हो और वे ऊर्जा प्रणाली से जुड़े हों, तो हम एक वास्तविक स्मार्ट ग्रिड की बात कर रहे होंगे, जिसका अर्थ है कि इसमें हर कोई शामिल है। हर कोई अपने भवन के माध्यम से ऊर्जा परिवर्तन को प्राप्त करने में योगदान दे रहा है। "
अन्य संभावित अनुप्रयोग
सुपरकैपेसिटर में घर को बिजली देने की क्षमता होने की खोज के बाद, उल्म और उनकी टीम ने अपने कंक्रीट सुपरकैपेसिटर के लिए बड़ी आकांक्षाएं रखी हैं जो केवल घरेलू ऊर्जा को संग्रहीत करने से कहीं आगे तक फैली हुई हैं। जैसे-जैसे इलेक्ट्रिक वाहनों को अपनाने वाले व्यक्तियों की संख्या बढ़ती जा रही है, चार्जिंग इंफ्रास्ट्रक्चर और चार्ज के बीच सीमित माइलेज के बारे में चिंताएँ बढ़ती जा रही हैं।
जैसे ही प्रोफेसर उल्म सुपरकैपेसिटर के फायदों का वर्णन करते हैं, एमआईटी के शोधकर्ता एक ऐसी सेल्फ-चार्जिंग सड़क विकसित करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जिसका उद्देश्य विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग करके एक इलेक्ट्रिक वाहन को चार्ज करना है, चाहे वह पार्क किया हुआ हो या ड्राइविंग कर रहा हो, ठीक उसी तरह जैसे बिना केबल के आईफोन को चार्ज किया जाता है।
स्रोत : एमआईटी के इंजीनियरों ने प्राचीन सामग्रियों से ऊर्जा-संग्रह करने वाला सुपरकैपेसिटर बनाया
