सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण कदम बढ़ते हुए, प्रोफेसर माय अली एल खाकानी और उनकी अनुसंधान टीम ने एक ऐसी फोटोथर्मल सामग्री विकसित की है, जो सूर्य के प्रकाश को अत्यधिक दक्षता के साथ गर्मी में बदल सकती है। यह महत्वपूर्ण खोज साइंटिफिक रिपोर्ट्स पत्रिका में प्रकाशित हुई है, और यह सौर ऊर्जा परिवर्तित करने के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।
प्रोफेसर एल खाकानी, जो प्लाज्मा-लेजर प्रक्रियाओं के विशेषज्ञ हैं और नैनोसंरचित सामग्री पर काम करते हैं, और उनकी टीम ने टाइटेनियम ऑक्साइड (Ti4O7) के एक उप-स्टोकियोमेट्रिक रूप पर ध्यान केंद्रित किया है। यह सामग्री अपनी विद्युत, रासायनिक, और उत्प्रेरक गुणों के लिए प्रसिद्ध है। हालांकि Ti4O7 ने हाल के वर्षों में वादा किया है, लेकिन इसका फोटोथर्मल ऊर्जा रूपांतरण में संभावनाओं का खुलासा अब तक नहीं हो पाया था।
समस्याएँ और नवाचार
पारंपरिक रूप से, Ti4O7 को पाउडर रूप में उत्पादित किया जाता था, जिसे थर्मल रिडक्शन विधियों का उपयोग करके तैयार किया जाता था। इस पद्धति के कारण मिश्रित चरण उत्पन्न होते थे, जिससे इसकी उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों में उपयोग करने की क्षमता सीमित हो जाती थी। इस प्रक्रिया ने सामग्री के गुणों को नियंत्रित करने में कठिनाई उत्पन्न की, जैसे इसकी संरचना और नैनोसंरचना। जब पाउडर को पैलेट में संकुचित किया जाता था, तो परिणामी इलेक्ट्रोड्स के आकार को सीमित किया जाता था, जिससे इसके उपयोग में भी कमी आती थी।
हालाँकि, INRS की टीम ने मैग्नेट्रोन स्पटरिंग तकनीक का उपयोग किया, जो सेमीकंडक्टर उद्योग में आमतौर पर उपयोग की जाती है। इस प्रक्रिया में Ti4O7 की पतली परतें तैयार की जाती हैं, जो केवल कुछ सौ नैनोमीटर मोटी होती हैं। यह सटीक पतली परतें विभिन्न प्रकार के साब्सट्रेट्स जैसे धातु की प्लेटों, सिलिकॉन वेफर्स, और कांच की प्लेटों पर Ti4O7 को कोट करती हैं, जिससे इसकी संपत्तियों को बेहतर तरीके से नियंत्रित किया जा सकता है और प्रदर्शन में सुधार हुआ है।
अद्वितीय दक्षता
इस अनुसंधान में महत्वपूर्ण योगदान यह है कि टीम ने Ti4O7 फिल्मों की ऑप्टिकल अवशोषण क्षमता और उनके फोटोपरिवर्तन दक्षता के बीच बुनियादी संबंध स्थापित किया है। यह संबंध उनकी अत्यधिक दक्षता में मदद करता है, जो सूर्य के प्रकाश को गर्मी में बदलने में बहुत प्रभावी है — और यह सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी में एक बड़ा कदम है।
व्यापक अनुप्रयोग
Ti4O7 कोटिंग्स के कई संभावित उपयोग हैं, जिनमें शामिल हैं:
जल संदूषण को हटाने के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले एनो़ड्स।
जंग-प्रतिरोधी और अत्यधिक चालक इलेक्ट्रोड्स जो हाइड्रोजन और अमोनिया उत्पादन में महत्वपूर्ण हैं — ये क्यूबेक के ऊर्जा उत्पादन क्षेत्रों में अहम हैं।
स्मार्ट हीटिंग विंडो जो ऊर्जा दक्षता को बढ़ाती हैं और हीटिंग लागत में कमी लाती हैं।
निष्क्रिय जलवर्धन (Desalination), जो केवल सूर्य के प्रकाश का उपयोग करता है, और इसमें बाहरी बिजली की आवश्यकता नहीं होती, जो रिवर्स ऑस्मोसिस विधि की तुलना में एक आदर्श विकल्प हो सकता है।
Ti4O7 की पतली परतों के नियंत्रित प्रयोग से INRS के शोधकर्ताओं ने कई महत्वपूर्ण नवाचारों के लिए रास्ता खोला है। यह प्रौद्योगिकी न केवल सौर ऊर्जा परिवर्तित करने की दक्षता को बढ़ाने का वादा करती है, बल्कि यह इको-फ्रेंडली तकनीकों को भी उत्पन्न करने के लिए एक समृद्ध अवसर प्रदान करती है, जिससे लागत में कमी और ऊर्जा दक्षता में महत्वपूर्ण लाभ हो सकते हैं।
