সৌর শক্তির সম্ভাবনাকে ব্যাপকভাবে প্রসারিত করতে নতুন অণু

সূর্য কেবলমাত্র মানুষের কাছে পরিচিত শক্তির সবচেয়ে প্রাচুর্যের উত্স নয়, এটি অসীম পুনর্নবীকরণযোগ্য, যতক্ষণ না এটি এখনও আছে। এটি প্রতিদিনের ভিত্তিতে, বৃষ্টি বা চকচকে বিস্ময়কর পরিমাণে শক্তি উৎপন্ন করে চলেছে। সৌর শক্তি বিভিন্ন উপায়ে সংগ্রহ ও সংরক্ষণ করা যেতে পারে এবং সৌর শক্তির ব্যবহার গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গত করে না, যা জলবায়ু পরিবর্তনের প্রভাব কমাতে সাহায্য করতে পারে। এই কারণে, সৌর শক্তি নবায়নযোগ্য শক্তির প্রাথমিক উত্স হিসাবে আরও ব্যাপকভাবে নির্বাচিত হচ্ছে। এটি কেবল সময়ের ব্যাপার যতক্ষণ না মানবতা আরও দক্ষতার সাথে সৌর শক্তি ব্যবহার করার উপায় খুঁজে পায় - যেমন নীচে বর্ণিত উদ্ভাবন।

সূর্যালোক হেরফের

দুটি প্রধান ধরণের সৌর শক্তি রয়েছে: ফটোভোলটাইক্স (পিভি), এবং ঘনীভূত সৌর শক্তি (সিএসপি), যা সৌর তাপ শক্তি নামেও পরিচিত। ফটোভোলটাইকগুলি সৌর প্যানেলে সৌর কোষ ব্যবহার করে সূর্যের আলোকে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তর করে। ঘনীভূত সৌর শক্তি একটি তরল গরম করতে সূর্যালোক ব্যবহার করে যা বাষ্প উৎপন্ন করে এবং শক্তি তৈরি করতে একটি টারবাইনকে শক্তি দেয়। PV বর্তমানে বৈশ্বিক সৌর শক্তির 98% নিয়ে গঠিত, বাকি 2% হিসাবে CSP সহ।

PV এবং CSP তারা যেভাবে ব্যবহার করা হয়, উত্পাদিত শক্তি এবং তাদের নির্মাণে ব্যবহৃত উপকরণগুলির মধ্যে পরিবর্তিত হয়। PV দিয়ে যে শক্তি উৎপন্ন হয় তার কার্যকারিতা সৌর প্যানেলের আকারের সাথে স্থির থাকে, যার অর্থ হল একটি বড় সৌর প্যানেলের উপর ছোট ব্যবহার করলে শক্তি উৎপাদনের হার বাড়বে না। এটি ব্যালেন্স-অফ-সিস্টেম (BOS) উপাদানগুলির কারণে যা সৌর প্যানেলেও ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে হার্ডওয়্যার, কম্বাইনার বাক্স এবং ইনভার্টার রয়েছে।

CSP এর সাথে, বড় ভাল। যেহেতু এটি সূর্যের রশ্মি থেকে তাপ ব্যবহার করে, তত বেশি সূর্যালোক সংগ্রহ করা যায়। এই সিস্টেমটি বর্তমানে ব্যবহৃত জীবাশ্ম জ্বালানী পাওয়ার প্ল্যান্টের সাথে খুব মিল। প্রধান পার্থক্য হল যে CSP আয়না ব্যবহার করে যা সূর্যালোক থেকে তাপ তরল (কয়লা বা প্রাকৃতিক গ্যাস পোড়ানোর পরিবর্তে) তাপকে প্রতিফলিত করে, যা টারবাইন ঘুরানোর জন্য বাষ্প উৎপন্ন করে। এটি সিএসপিকে হাইব্রিড উদ্ভিদের জন্যও উপযুক্ত করে তোলে, যেমন কম্বাইন্ড সাইকেল গ্যাস টারবাইন (CCGT), যা টারবাইন ঘুরাতে সৌর শক্তি এবং প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করে, শক্তি উৎপন্ন করে। CSP এর মাধ্যমে, ইনকামিং সোলার এনার্জি থেকে শক্তির আউটপুট মাত্র 16% নেট ইলেক্ট্রিসিটি পাওয়া যায়। CCGT এনার্জি আউটপুট ~55% নেট ইলেক্ট্রিসিটি দেয়, একা CSP থেকে অনেক বেশি।

বিনীত সূচনা থেকে

কোপেনহেগেন বিশ্ববিদ্যালয়ের অ্যান্ডার্স বো স্কোভ এবং মোজেনস ব্র্যান্ডস্টেড নিলসেন এমন একটি অণু তৈরি করার চেষ্টা করছেন যা পিভি বা সিএসপির চেয়ে বেশি দক্ষতার সাথে সৌর শক্তি সংগ্রহ, সঞ্চয় এবং মুক্ত করতে সক্ষম। ডাইহাইড্রোজুলিন/ভিনাইল হেপ্টা ফুলভেন সিস্টেম, সংক্ষেপে DHA/VHF ব্যবহার করে, এই জুটি তাদের গবেষণায় দুর্দান্ত অগ্রগতি করেছে। তারা প্রাথমিকভাবে একটি সমস্যার সম্মুখীন হয়েছিল যে DHA/VHF অণুগুলির স্টোরেজ ক্ষমতা বৃদ্ধির সাথে সাথে একটি বর্ধিত সময়ের জন্য শক্তি ধরে রাখার ক্ষমতা হ্রাস পেয়েছে। রসায়ন বিভাগের অধ্যাপক মোজেনস ব্র্যান্ডস্টেড নিলসেন বলেন, "আমরা এটি প্রতিরোধ করার জন্য যাই করুক না কেন, অণুগুলি তাদের আকার পরিবর্তন করবে এবং মাত্র এক বা দুই ঘন্টা পরে সঞ্চিত শক্তি ছেড়ে দেবে। অ্যান্ডার্সের কৃতিত্ব ছিল যে তিনি একটি অণুতে শক্তির ঘনত্ব দ্বিগুণ করতে সক্ষম হন যা তার আকার একশ বছর ধরে ধরে রাখতে পারে। এখন আমাদের একমাত্র সমস্যা হল কিভাবে আমরা আবার শক্তি ছেড়ে দিতে পারি। অণুটি আবার তার আকৃতি পরিবর্তন করতে চায় বলে মনে হয় না।"

যেহেতু নতুন অণুর আকৃতিটি আরও স্থিতিশীল তাই এটি শক্তিকে বেশিক্ষণ ধরে রাখতে পারে, তবে এটি কাজ করাও সহজ করে তোলে। অণুর একটি সেট ইউনিট কত শক্তি ধারণ করতে পারে তার একটি তাত্ত্বিক সীমা রয়েছে, একে শক্তি ঘনত্ব বলা হয়। তাত্ত্বিকভাবে 1 কিলোগ্রাম (2.2 পাউন্ড) একটি তথাকথিত "নিখুঁত অণু" 1 মেগাজুল শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, যার অর্থ এটি সর্বোচ্চ পরিমাণ শক্তি ধরে রাখতে পারে এবং প্রয়োজন অনুসারে ছেড়ে দিতে পারে। ঘরের তাপমাত্রা থেকে ফুটন্ত পর্যন্ত 3 লিটার (0.8 গ্যালন) জল গরম করার জন্য এটি প্রায় যথেষ্ট শক্তি। একই পরিমাণ স্কোভের অণু 750 মিলিলিটার (3.2 কোয়ার্ট) ঘরের তাপমাত্রা থেকে 3 মিনিটে ফুটন্ত পর্যন্ত বা এক ঘণ্টায় 15 লিটার (4 গ্যালন) গরম করতে পারে। যদিও DHA/VHF অণুগুলি একটি "নিখুঁত অণু" যতটা শক্তি সঞ্চয় করতে পারে না, এটি একটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণ।

অণুর পিছনে বিজ্ঞান

DHA/VHF সিস্টেম দুটি অণু, DHA, এবং VHF দ্বারা গঠিত। DHA অণু সৌর শক্তি সঞ্চয় করার জন্য দায়ী, এবং VHF এটি মুক্তি দেয়। বাহ্যিক উদ্দীপনার সাথে পরিচিত হওয়ার সময় তারা আকৃতি পরিবর্তন করে এটি করে, এই ক্ষেত্রে সূর্যালোক এবং তাপ। যখন DHA সূর্যালোকের সংস্পর্শে আসে তখন এটি সৌর শক্তি সঞ্চয় করে, তাই করে অণুটি তার আকৃতিকে VHF ফর্মে পরিবর্তন করে। সময়ের সাথে সাথে, ভিএইচএফ তাপ সংগ্রহ করে, একবার এটি যথেষ্ট পরিমাণে সংগ্রহ করার পরে এটি তার ডিএইচএ আকারে ফিরে আসে এবং সৌর শক্তি প্রকাশ করে।

দিনের শেষে

অ্যান্ডার্স বো স্কোভ বরং নতুন অণু সম্পর্কে উত্তেজিত, এবং সঙ্গত কারণে। যদিও এটি এখনও শক্তি প্রকাশ করতে পারে না, স্কোভ বলেছেন "যখন এটি সৌর শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষেত্রে আসে, তখন আমাদের সবচেয়ে বড় প্রতিযোগিতা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি থেকে আসে এবং লিথিয়াম একটি বিষাক্ত ধাতু। আমার অণু কাজ করার সময় CO2 বা অন্য কোন রাসায়নিক যৌগ নির্গত করে না। এটি 'সূর্যের আলো ইন-পাওয়ার আউট'। এবং যখন অণুটি একদিন শেষ হয়ে যায়, তখন এটি একটি রঙিন হয়ে যায় যা ক্যামোমাইল ফুলেও পাওয়া যায়।" অণুটি শুধুমাত্র এমন একটি প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয় যা তার ব্যবহারের সময় খুব কম বা কোন গ্রীনহাউস গ্যাস নির্গত করে না, যখন এটি শেষ পর্যন্ত অবনমিত হয় তখন এটি একটি নিষ্ক্রিয় রাসায়নিক হয়ে যায় যা প্রাকৃতিকভাবে পরিবেশে পাওয়া যায়।