इलेक्ट्रिक वारा: हे नवीन तंत्रज्ञान जीवाश्म इंधन बदलू शकते?

• लेखक बद्दल:
• लेखक नाव

  Quantumrun दूरदृष्टी
• डिसेंबर 30, 2022

अंतर्दृष्टी सारांश

इलेक्ट्रिक किंवा आयनिक वारा ही एक प्रणोदन प्रणाली आहे जी थ्रस्ट तयार करण्यासाठी विद्युत क्षेत्राचा वापर करते. या तंत्रज्ञानामध्ये विमान वाहतूक आणि शेतीसह अनेक संभाव्य अनुप्रयोग आहेत. या तंत्रज्ञानाच्या अंमलबजावणीतील सध्याची आव्हाने प्रामुख्याने त्याची कार्यक्षमता आणि ऑपरेशनसाठी आवश्यक व्होल्टेजशी संबंधित आहेत.

इलेक्ट्रिक वारा संदर्भ

वारा दोन प्रकारे निर्माण केला जाऊ शकतो: पहिला नैसर्गिक कारणांमुळे, जसे की दाब किंवा तापमानात बदल आणि दुसरा आयनद्वारे. 1920 मध्ये, आयनिक वारा प्रथम ओळखला गेला आणि 1960 मध्ये, तो विकसित केला गेला आणि विजेद्वारे तयार केला गेला. कधीकधी इलेक्ट्रो-एरोडायनामिक थ्रस्ट म्हणून संबोधले जाते, जेव्हा विद्युत प्रवाह वेगवेगळ्या रुंदीच्या दोन इलेक्ट्रोडमध्ये फिरतो तेव्हा आयनिक वारा तयार होतो.

साधारणपणे, 10,000 ते 30,000 व्होल्ट्स विद्युत वारा निर्माण करण्यासाठी पुरेसे असतात. पुरेसे व्होल्टेज असल्यास, इलेक्ट्रोड एका लहान विमानाला उर्जा देण्यासाठी पुरेशी ऊर्जा निर्माण करू शकतात. तथापि, ही पद्धत सामान्यतः वापरली गेली नाही कारण ती प्रामुख्याने प्रयोगांपुरती मर्यादित होती ज्याचा व्यावहारिक वापर होण्याची शक्यता कमी होती.

बहुतेक आयनिक पवन प्रयोगांनी जीवाश्म इंधनाची संभाव्य बदली म्हणून विमान प्रणोदनावर लक्ष केंद्रित केले आहे. आयनिक फ्लाइट मेकॅनिझमचा एक महत्त्वाचा भाग म्हणजे अतिशय हलक्या बॅटरी वापरणे ज्या दीर्घकाळापर्यंत भरपूर ऊर्जा सोडू शकतात. तथापि, इलेक्ट्रो-एरोडायनामिक्सची समस्या ही आहे की महागड्या प्रणाली तयार केल्याशिवाय व्होल्टेजमध्ये प्रचंड फरक कसा निर्माण करायचा.

हा प्रयत्न आव्हानात्मक आहे कारण प्रणाली हलकी आणि टिकाऊ असणे आवश्यक आहे. याशिवाय, आयनिक विंड फेसद्वारे चालणाऱ्या प्रत्येक विमानासमोर एक महत्त्वपूर्ण आव्हान हे आहे की प्रणोदन घटक एकाच क्षेत्रात केंद्रित केले जाऊ शकत नाहीत. त्याऐवजी, ते संपूर्ण वाहनात पसरले पाहिजे कारण इलेक्ट्रोड्सच्या दरम्यान तयार होणारा वारा आयनिक थ्रस्ट कार्य करतो. इलेक्ट्रोड्समधील जागा अधिक विस्तृत असल्यास मजबूत जोर आवश्यक आहे.

व्यत्यय आणणारा प्रभाव

2018 मध्ये, कोणतेही हलणारे भाग नसलेले पहिले विमान मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (MIT) अभियंत्यांनी तयार केले आणि उडवले. हलके विमान हे वाहनामध्ये निर्माण झालेल्या आयनच्या शांत पण मजबूत प्रवाहाने चालते आणि स्थिर, स्थिर उड्डाण करण्यासाठी पुरेसा जोर निर्माण करते. ही सर्व प्रक्रिया टर्बाइन किंवा प्रोपेलरशिवाय केली जाते.

टीमने विमान 60 मीटर ओलांडून उड्डाण केले आणि विमानाने संपूर्ण वेळ उड्डाणासाठी पुरेसे आयनिक थ्रस्ट तयार केले. त्यांनी समान कामगिरीसह दहा वेळा प्रयोग पुन्हा केला. आयन विंड प्रोपल्शनची व्यवहार्यता प्रदर्शित करण्यासाठी प्रोटोटाइप हे एक आवश्यक पाऊल आहे. कमी व्होल्टेजसह अधिक आयनिक वारा निर्माण करण्यासाठी संशोधक त्यांच्या मॉडेलच्या कार्यक्षमतेची तपासणी करीत आहेत. 

दरम्यान, एअरक्राफ्ट प्रोपल्शन व्यतिरिक्त आयनिक वाऱ्याचे इतर अनुप्रयोग आहेत. 2021 मध्ये, स्विस फेडरल लॅबोरेटरीज फॉर मटेरियल सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी येथील संशोधकांनी आयनिक विंड ड्रायिंग सुधारण्यासाठी प्रयत्न केले; या प्रक्रियेत फळे आणि भाजीपाला सुकविण्यासाठी त्यांचा ताजेपणा वाढवण्यासाठी वीज वापरली जाते. तथापि, संघाला कल्पना नव्हती की ते ऊर्जा वापरात इतकी प्रभावी 85 टक्के घट साध्य करतील.

तंत्रज्ञानाच्या पूर्वीच्या आवृत्त्यांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मेटल प्लेटची जागा घेणाऱ्या अद्वितीय धातूच्या जाळीच्या डिझाइनने उत्पादन सुकण्यासाठी लागणारा वेळ लक्षणीयरीत्या कमी केला. आणि अन्न पोषक तत्वांवर आयनिक वारा कोरडे होण्याच्या परिणामाचे मूल्यांकन करण्यासाठी अधिक संशोधन आवश्यक असताना, प्रारंभिक परिणाम दर्शवतात की ही पद्धत पारंपारिक उष्णता-आधारित पद्धतींपेक्षा कमी जीवनसत्त्वे आणि खनिजे नष्ट करते. 

विद्युत वाऱ्याचे परिणाम

विद्युत वाऱ्याच्या व्यापक परिणामांमध्ये हे समाविष्ट असू शकते: 

• कमी ऊर्जा वापरून पॉवर चिप्स, लॅपटॉप आणि इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली थंड करण्यासाठी आयनिक वारा वापरला जातो.
• एरोस्पेस उद्योग स्वच्छ ऊर्जेकडे संक्रमण करत असताना विमान मॉडेल्समध्ये इलेक्ट्रिक वाऱ्याच्या एकात्मतेच्या संशोधनात वाढीव गुंतवणूक.
• फळे, भाजीपाला आणि इतर उत्पादनांचे व्यवस्थापन आणि संचय करण्यासाठी आयनिक वाऱ्याचा संभाव्य वापर.
• कमी-कार्बन प्रोपल्शन यंत्रणा म्हणून ड्रोनवर इलेक्ट्रिक वारा वापरला जातो.
• आयनिक मोटर्स, पंखे आणि सेन्सर जे कमी वीज वापरतात आणि सहज गरम होत नाहीत.
• इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये वर्धित शीतकरण प्रणाली, तापमान नियमनासाठी आयनिक वारा वापरणे आणि वाहनांची कार्यक्षमता सुधारणे.
• इलेक्ट्रिक पवन तंत्रज्ञानाचा वापर करून निवासी आणि व्यावसायिक इमारतींमध्ये मूक, ऊर्जा-कार्यक्षम वायुवीजन प्रणालीचा विकास.

विचारात घेण्यासारखे प्रश्न

• हे तंत्रज्ञान विमानाच्या मॉडेल्समध्ये आणखी कसे बदल करेल असे तुम्हाला वाटते?
• आयनिक वाऱ्याचे इतर कोणते उपयोग आहेत?