एमआईटी से ‘मेजर डिस्कवरी’ सौर क्रांति को ला सकती है

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oxygen-nocera.jpgएक क्रांतिकारी छलांग में, जो सौर ऊर्जा को मुख्यधारा के ऊर्जा स्रोत में बदल सकता है, एमआईटी शोधकर्ताओं ने एक बड़ी बाधा को पार कर लिया है: जब सूरज नहीं चमकता है तो उपयोग के लिए ऊर्जा कैसे संग्रहीत करें।

अब तक, सौर ऊर्जा एक दिन-केवल ऊर्जा स्रोत रही है, क्योंकि बाद में उपयोग के लिए अतिरिक्त सौर ऊर्जा का भंडारण निषेधात्मक रूप से महंगा और सकल अक्षम है। शोधकर्ताओं ने गुरुवार को घोषणा की, कि एक संयंत्र की ऊर्जा भंडारण प्रणाली की नकल करके, उन्होंने सौर ऊर्जा के भंडारण के लिए एक सरल, सस्ती, अत्यधिक कुशल प्रक्रिया पर प्रहार किया है।(सही, शोधकर्ता डैनियल नोकेरा,डोना वावेनी द्वारा फोटो)


प्रचुर मात्रा में, गैर-विषैले प्राकृतिक पदार्थों के अलावा कुछ भी नहीं चाहिए, यह खोज सबसे शक्तिशाली, कार्बन-मुक्त ऊर्जा स्रोत: सूर्य: को अनलॉक कर सकती है। विज्ञान के 31 जुलाई के अंक में काम का वर्णन करते हुए एमआईटी के एनर्जी के हेनरी ड्रेफस प्रोफेसर और पेपर के वरिष्ठ लेखक एमआईटी के डैनियल नोकेरा ने कहा, 'यह वर्षों से हमारे बारे में कहा जा रहा निर्वाण है।' “सौर ऊर्जा हमेशा एक सीमित, दूर का समाधान रही है। अब हम सौर ऊर्जा के बारे में गंभीरता से असीमित और जल्द ही सोच सकते हैं। ”

पौधों द्वारा निष्पादित प्रकाश संश्लेषण से प्रेरित, अभूतपूर्व प्रक्रिया सूरज की ऊर्जा को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैसों में विभाजित करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देगा। बाद में, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को ईंधन सेल के अंदर पुन: संयोजित किया जा सकता है, जिससे आपके घर या आपकी इलेक्ट्रिक कार को दिन या रात को कार्बन-मुक्त बिजली मिलती है।

प्रक्रिया में प्रमुख घटक एक नया उत्प्रेरक है जो कोबाल्ट धातु, फॉस्फेट और एक इलेक्ट्रोड से मिलकर पानी से ऑक्सीजन गैस का उत्पादन करता है। जब बिजली - चाहे एक फोटोवोल्टिक सेल, एक पवन टरबाइन या किसी अन्य स्रोत से - इलेक्ट्रोड के माध्यम से चलती है, कोबाल्ट और फॉस्फेट इलेक्ट्रोड पर एक पतली फिल्म बनाते हैं, और ऑक्सीजन गैस का उत्पादन होता है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान होने वाली जल विभाजन प्रतिक्रिया को सिस्टम डुप्लिकेट कर सकता है। जब एक अन्य उत्प्रेरक का उपयोग हाइड्रोजन गैस के उत्पादन के लिए किया जाता है, तो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को एक ईंधन सेल के अंदर जोड़ा जा सकता है, जिससे घर या इलेक्ट्रिक कार को दिन या रात को कार्बन-मुक्त बिजली बनाई जा सकती है।

नया उत्प्रेरक कमरे के तापमान पर, तटस्थ पीएच पानी में काम करता है, और इसे स्थापित करना आसान है, नोकेरा ने कहा। 'इसलिए मुझे पता है कि यह काम करने वाला है। इसे लागू करना इतना आसान है, ”उन्होंने कहा।


स्वच्छ ऊर्जा के लिए 'विशाल छलांग'

दुनिया की ऊर्जा समस्याओं को हल करने के लिए सूर्य के प्रकाश की किसी भी शक्ति स्रोत की सबसे बड़ी क्षमता है। एक घंटे में, पर्याप्त सूर्य की रोशनी पृथ्वी को पूरे ग्रह की ऊर्जा जरूरतों को एक वर्ष के लिए प्रदान करती है।


जेम्स बार्बर, प्रकाश संश्लेषण के अध्ययन में एक नेता जो इस शोध में शामिल नहीं थे, ने बड़े पैमाने पर स्वच्छ, कार्बन मुक्त ऊर्जा पैदा करने की दिशा में खोज को 'विशाल छलांग' कहा।

'यह मानव जाति की भविष्य की समृद्धि के लिए भारी निहितार्थ के साथ एक बड़ी खोज है,' इंपीरियल कॉलेज लंदन में बायोकेमिस्ट्री के अर्न्स्ट चेन प्रोफेसर बार्बर ने कहा। 'उनकी खोज के महत्व को समाप्त नहीं किया जा सकता है क्योंकि यह ऊर्जा उत्पादन के लिए नई तकनीकों को विकसित करने के लिए दरवाजा खोलता है और इस प्रकार जीवाश्म ईंधन के लिए हमारी निर्भरता को कम करता है और वैश्विक जलवायु परिवर्तन समस्या को संबोधित करता है।'

'बिल्कुल शुरुआत है'

वर्तमान में उपलब्ध इलेक्ट्रोलाइजर, जो बिजली के साथ पानी को विभाजित करते हैं और अक्सर औद्योगिक रूप से उपयोग किए जाते हैं, कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण के लिए अनुकूल नहीं होते हैं क्योंकि वे बहुत महंगे होते हैं और एक अत्यधिक बुनियादी (गैर-सौम्य) वातावरण की आवश्यकता होती है जिसका उन स्थितियों से बहुत कम लेना होता है जिनके तहत प्रकाश संश्लेषण संचालित होता है।

नई वैज्ञानिक खोज को मौजूदा फोटोवोल्टिक प्रणालियों में एकीकृत करने के लिए और अधिक इंजीनियरिंग कार्य किए जाने की आवश्यकता है, लेकिन नोकेरा ने कहा कि उन्हें विश्वास है कि इस तरह की प्रणाली एक वास्तविकता बन जाएगी।

चेसोनिस फैमिली फाउंडेशन और एनआई-एमआईटी सोलर फ्रंटियर्स सेंटर के सह-निदेशक द्वारा वित्त पोषित सौर क्रांति परियोजना के प्रमुख अन्वेषक नोकेरा ने कहा, 'यह सिर्फ शुरुआत है।' 'वैज्ञानिक समुदाय वास्तव में इसके साथ चलने वाला है।'

नोकेरा को उम्मीद है कि 10 वर्षों के भीतर, घर के मालिक अपने घरों में फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के माध्यम से दिन के उजाले में बिजली बनाने में सक्षम होंगे, जबकि अपने स्वयं के घरेलू ईंधन सेल को बिजली देने के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए अतिरिक्त सौर ऊर्जा का उपयोग करेंगे। केंद्रीय स्रोत से बिजली-दर-तार अतीत की बात हो सकती है।


यह परियोजना एमआईटी एनर्जी इनिशिएटिव का एक हिस्सा है, जो कि भविष्य की जरूरतों को पूरा करने और आज की ऊर्जा प्रणालियों में सुधार करके उस भविष्य के लिए एक पुल का निर्माण करने में मदद करने के लिए वैश्विक ऊर्जा प्रणाली को बदलने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया कार्यक्रम है। MITEI के निदेशक अर्नेस्ट मोनिज़, सेसिल और इडा ग्रीन फिजिक्स एंड इंजीनियरिंग सिस्टम्स के प्रोफेसर, ने कहा कि 'नोकेरा लैब में इस खोज से पता चलता है कि नवीकरणीय ऊर्जा पर आधारित हमारी ऊर्जा आपूर्ति प्रणाली में परिवर्तन एक से बढ़कर एक बुनियादी बुनियादी विज्ञान पर निर्भर करेगा।'

नोकेरा लैब की सफलता फंडिंग स्रोतों के मिश्रण का असर दिखाती है - सरकारें, परोपकार, और उद्योग। इस परियोजना को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा और चेसोनिस फैमिली फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित किया गया था, जिसने 10 साल के भीतर सौर ऊर्जा की बड़े पैमाने पर तैनाती करने के लक्ष्य के साथ सौर क्रांति परियोजना शुरू करने के लिए इस वसंत को 10 मिलियन डॉलर दिया था।