نئون ماليڪيول شمسي توانائي جي صلاحيت کي وڏي پيماني تي وڌائڻ لاءِ

سج نه رڳو انسان لاءِ سڃاتل توانائي جو سڀ کان وڏو ذريعو آهي، اهو لامحدود طور تي قابل تجديد آهي، جيستائين اهو اڃا تائين موجود آهي. اهو روزاني جي بنياد تي توانائي جي حيرت انگيز مقدار پيدا ڪرڻ جاري آهي، مينهن يا چمڪ. شمسي توانائي ڪيترن ئي طريقن سان گڏ ۽ ذخيرو ڪري سگهجي ٿي، ۽ شمسي توانائي جو استعمال گرين هائوس گيسز کي خارج نٿو ڪري، جيڪا موسمياتي تبديلي جي اثر کي گهٽائڻ ۾ مدد ڪري سگهي ٿي. انهن سببن جي ڪري، شمسي توانائي وڌيڪ وڏي پيماني تي قابل تجديد توانائي جو بنيادي ذريعو چونڊيو وڃي ٿو. اهو صرف وقت جو معاملو آهي جيستائين انسانيت شمسي توانائي کي وڌيڪ موثر طريقي سان استعمال ڪرڻ جا طريقا ڳوليندي - جيئن هيٺ بيان ڪيل جدت.

سج جي روشني کي هٿي ڏيڻ

شمسي توانائي جا ٻه مکيه قسم آهن: فوٽووولٽڪ (PV)، ۽ مرڪوز شمسي توانائي (CSP)، جنهن کي شمسي حرارتي طاقت پڻ سڏيو ويندو آهي. Photovoltaics شمسي پينل ۾ شمسي سيلز استعمال ڪندي سج جي روشني کي سڌو سنئون بجلي ۾ تبديل ڪري ٿو. مرڪوز شمسي توانائي هڪ سيال کي گرم ڪرڻ لاءِ سج جي روشني استعمال ڪري ٿي جيڪا ٻاڦ پيدا ڪري ٿي ۽ توانائي پيدا ڪرڻ لاءِ ٽربائن کي طاقت ڏئي ٿي. PV هن وقت عالمي شمسي توانائي جو 98 سيڪڙو تي مشتمل آهي، باقي 2 سيڪڙو CSP سان.

PV ۽ CSP مختلف طريقي سان استعمال ڪيا ويا آهن، توانائي جيڪا پيدا ڪئي وئي آهي، ۽ مواد جيڪي انهن جي تعمير ۾ استعمال ڪيا ويا آهن. توانائي جي ڪارڪردگي جيڪا PV سان پيدا ٿئي ٿي اها شمسي پينل جي سائيز سان مسلسل رهي ٿي، مطلب ته هڪ وڏي شمسي پينل کان ننڍو استعمال ڪرڻ سان توانائي جي پيداوار جي شرح ۾ اضافو نه ٿيندو. ان جو سبب اهو آهي ته بيلنس آف سسٽم (BOS) جزا جيڪي پڻ سولر پينلز ۾ استعمال ٿين ٿا، جن ۾ هارڊويئر، ڪمبينر باڪس ۽ انورٽر شامل آهن.

CSP سان، وڏو بهتر آهي. جيئن ته اهو سج جي شعاعن جي گرمي کي استعمال ڪري ٿو، وڌيڪ سج جي روشني جيڪا گڏ ڪري سگهجي ٿي. اهو سسٽم اڄ استعمال ۾ فوسل فيول پاور پلانٽس سان بلڪل ملندڙ جلندڙ آهي. وڏو فرق اهو آهي ته CSP آئيني کي استعمال ڪري ٿو جيڪو سج جي روشني کان گرمي جي وهڪري جي گرمي کي ظاهر ڪري ٿو (ڪوئلي يا قدرتي گئس کي جلائڻ بدران)، جيڪو ٽربائن کي ڦيرائڻ لاء ٻاڦ پيدا ڪري ٿو. اهو پڻ CSP کي هائبرڊ پلانٽس لاءِ مناسب بڻائي ٿو، جهڙوڪ گڏيل سائيڪل گيس ٽربائن (CCGT)، جيڪي شمسي توانائي ۽ قدرتي گئس استعمال ڪن ٿا ٽربائن کي ڦيرائڻ، توانائي پيدا ڪرڻ لاءِ. CSP سان، ايندڙ شمسي توانائي مان توانائي جي پيداوار صرف 16٪ خالص بجلي پيدا ڪري ٿي. CCGT توانائي جي پيداوار ~ 55٪ خالص بجلي پيدا ڪري ٿي، اڪيلو CSP کان وڌيڪ.

عاجزي جي شروعات کان

ڪوپن هيگن يونيورسٽي مان اينڊرس بو اسڪوف ۽ موگينس برانڊسٽڊ نيلسن هڪ اهڙو ماليڪيول تيار ڪرڻ جي ڪوشش ڪري رهيا آهن جيڪو PV يا CSP کان وڌيڪ موثر طريقي سان شمسي توانائي کي حاصل ڪرڻ، ذخيرو ڪرڻ ۽ ڇڏڻ جي قابل هجي. dihydroazulene/vinyl hepta fulvene سسٽم کي استعمال ڪندي، DHA/VHF مختصر لاءِ، جوڙي پنهنجي تحقيق ۾ وڏيون ڪاميابيون ڪيون آهن. ھڪڙو مسئلو انھن کي ابتدائي طور تي سامھون ٿيو ته جيئن DHA/VHF ماليڪيولز جي اسٽوريج جي صلاحيت وڌي وئي، تيئن وڌايل عرصي دوران توانائي کي رکڻ جي صلاحيت گھٽجي وئي. ڪيمسٽري ڊپارٽمينٽ جي پروفيسر موگينس برانڊسٽڊ نيلسن چيو ته ”بغير اسان ان کي روڪڻ لاءِ ڇا ڪيو، ماليڪيول پنهنجي شڪل بدلائي ڇڏيندا ۽ ذخيرو ٿيل توانائي کي صرف هڪ يا ٻن ڪلاڪن کانپوءِ ڇڏائي ڇڏيندا. اينڊرز جي ڪاميابي اها هئي ته هو هڪ ماليڪيول ۾ توانائي جي کثافت کي ٻيڻو ڪرڻ ۾ ڪامياب ٿي ويو جيڪو پنهنجي شڪل کي سؤ سالن تائين برقرار رکي سگهي ٿو. اسان جو مسئلو صرف اهو آهي ته اسان ان کي ٻيهر توانائي ڇڏڻ لاءِ ڪيئن حاصل ڪريون. لڳي ٿو ته ماليڪيول پنهنجي شڪل کي ٻيهر تبديل ڪرڻ چاهي ٿو.

جيئن ته نئين ماليڪيول جي شڪل وڌيڪ مستحڪم آهي، اهو توانائي کي گهڻي وقت تائين برقرار رکي سگهي ٿو، پر ان سان گڏ ڪم ڪرڻ کي به آسان بڻائي ٿو. اتي هڪ نظرياتي حد آهي ته ڪيتري توانائي انوولن جو هڪ سيٽ يونٽ رکي سگهي ٿو، ان کي توانائي جي کثافت سڏيو ويندو آهي. نظرياتي طور تي 1 ڪلوگرام (2.2 پائونڊ) جو هڪ نام نهاد ”ڪامل ماليڪيول“ 1 ميگاجول توانائي کي ذخيرو ڪري سگهي ٿو، مطلب ته اهو توانائي جي وڌ ۾ وڌ مقدار کي رکي سگهي ٿو ۽ ان کي گهربل طور تي جاري ڪري سگهي ٿو. ڪمري جي گرمي پد کان وٺي ابلڻ تائين 3 ليٽر (0.8 گيلن) پاڻي گرم ڪرڻ لاءِ اها لڳ ڀڳ ڪافي توانائي آهي. اسڪوف جي ماليڪيولن جو ساڳيو مقدار 750 ملي ليٽر (3.2 ڪوارٽ) ڪمري جي گرمي کان 3 منٽن ۾ اُبلڻ تائين، يا هڪ ڪلاڪ ۾ 15 ليٽر (4 گيلن) گرم ڪري سگهي ٿو. جڏهن ته DHA/VHF ماليڪيولز ايتري توانائي ذخيرو نٿا ڪري سگهن جيترو ”ڪامل ماليڪيول“ ڪري سگهي ٿو، اهو هڪ اهم مقدار آهي.

ماليڪيول جي پويان سائنس

DHA/VHF سسٽم ٻن ماليڪيولن، DHA، ۽ VHF تي مشتمل آهي. DHA ماليڪيول شمسي توانائي کي ذخيرو ڪرڻ جو ذميوار آهي، ۽ VHF ان کي جاري ڪري ٿو. اهي شڪل تبديل ڪندي ڪندا آهن جڏهن ٻاهرين محرڪن کي متعارف ڪرايو ويندو آهي، انهي صورت ۾ سج جي روشني ۽ گرمي. جڏهن DHA سج جي روشنيءَ ۾ سامهون اچي ٿو ته اهو شمسي توانائي کي ذخيرو ڪري ٿو، ائين ڪرڻ سان ماليڪيول پنهنجي شڪل کي VHF فارم ۾ تبديل ڪري ٿو. وقت سان گڏ، VHF گرمي گڏ ڪري ٿو، هڪ دفعو اهو ڪافي گڏ ڪري ٿو، اهو واپس پنهنجي DHA فارم ڏانهن موٽندو آهي ۽ شمسي توانائي جاري ڪري ٿو.

ڏينهن جي آخر ۾

اينڊرس بو اسڪوف نئين ماليڪيول جي باري ۾ بلڪه پرجوش آهي، ۽ سٺي سبب سان. جيتوڻيڪ اهو اڃا تائين توانائي جاري نٿو ڪري سگهي، اسڪوف چوي ٿو ته "جڏهن اهو شمسي توانائي کي ذخيرو ڪرڻ لاء اچي ٿو، اسان جو سڀ کان وڏو مقابلو ليٿيم-آئن بيٽرين سان اچي ٿو، ۽ ليٿيم هڪ زهريلو ڌاتو آهي. منهنجو ماليڪيول ڪم ڪرڻ دوران نه ته CO2، ۽ نه ئي ڪو ٻيو ڪيميائي مرڪب ڇڏيندو آهي. اهو آهي 'سورج جي روشني ان پاور آئوٽ'. ۽ جڏهن ماليڪيول هڪ ڏينهن ختم ٿي ويندو آهي، اهو هڪ رنگدار بڻجي ويندو آهي جيڪو چيمومائل جي گلن ۾ به ملي ٿو. نه رڳو اهو ماليڪيول هڪ اهڙي عمل ۾ استعمال ٿيندو آهي جيڪو پنهنجي استعمال دوران گرين هاؤس گيسز کي ٿورڙي يا گهٽ نه ڇڏيندو آهي، جڏهن اهو آخرڪار خراب ٿئي ٿو ته اهو هڪ غير فعال ڪيميائي ۾ تبديل ٿئي ٿو جيڪو قدرتي طور تي ماحول ۾ موجود آهي.