एमआईटी में बनाई गई पारदर्शी फिल्म सौर क्वांटा को जमा करने और उन्हें सही समय पर गर्मी के रूप में देने में सक्षम है।

ICover ब्लॉग पेज पर हमारे पाठकों के लिए आपका स्वागत है ! कपड़ों की कल्पना करें या, उदाहरण के लिए, कारों और खिड़की के उद्घाटन में चश्मा जो दिन के दौरान सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को इकट्ठा करने और संचय करने में सक्षम होते हैं और उपभोक्ता को सही समय पर गर्मी के रूप में देते हैं - एक घंटे में, दो या कई दिनों में। यह हमारी ल्यूमिनेरी की मुफ्त ऊर्जा का उपयोग करने का एक तरीका है जो मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित किया गया था। एमआईटी प्रयोगशाला में विकसित पतली बहुलक फिल्म समान गुणों के साथ पहली गैर-तरल सामग्री है, जो न केवल तीनों कार्यों के साथ सफलतापूर्वक मुकाबला करती है, बल्कि सस्ती, निर्माण और उपयोग में आसान भी है। हम नई सामग्री और इसके उपयोग की संभावनाओं के बारे में नीचे बात करेंगे।



मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिक डेविड ज़िटोमिरस्की, प्रोफेसर जेफरी ग्रॉसमैन और स्नातक छात्र यूजीन चो ने सही समय के लिए संग्रह करने, स्टोर करने और फिर सूर्य की ऊर्जा को एक पतली बहुलक फिल्म का उपयोग करने के लिए प्रस्तावित किया। एक फिल्म जिसे विभिन्न सतहों पर लागू किया जा सकता है, उसमें तीन परतें होती हैं, प्रत्येक 4 से 5 माइक्रोन मोटी होती हैं।



निर्मित सामग्री की विशेषताएं इसे विभिन्न प्रकार के क्षेत्रों में उपयोग करने की अनुमति देती हैं। उदाहरण के लिए, वैज्ञानिक उन कपड़ों का हवाला देते हैं, जो आवश्यकता पड़ने पर सही हद तक गर्म हो सकते हैं, या, उदाहरण के लिए, एक कार का विंडशील्ड, जो दिन के दौरान सूर्य की ऊर्जा को जमा कर सकता है और इसे गर्मी के रूप में जारी कर सकता है जब इसे ठंढ से खुद को मुक्त करने की आवश्यकता होती है। होनहार क्षेत्रों की सूची जहां इस तकनीक का उपयोग कुछ सुधारों के साथ किया जा सकता है और भविष्य में इसे काफी बढ़ाया जा सकता है।

मौजूदा समाधान जो अंतिम परिवर्तन उत्पाद के रूप में सौर ऊर्जा के संचय और लाभकारी उपयोग की पेशकश करते हैं, जबकि मैसाचुसेट्स के वैज्ञानिकों की तकनीक , बिजली प्रदान करते हैंवह ऊर्जा भंडारण के लिए एक रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बने बांड का उपयोग करने का सुझाव देता है और दिन के उजाले के दौरान एकत्र सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा के बजाय गर्मी में परिवर्तित करता है। विधि की मौलिकता और मूल्य इस तथ्य में निहित है कि स्थिर रासायनिक यौगिकों के रूप में संग्रहीत ऊर्जा एक पतली आणविक विन्यास में पतली बहुलक फिल्म में "संग्रहीत" करने में सक्षम है जब तक आवश्यक हो। और उपभोक्ता को पहले से ही संचित ऊर्जा को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया को सक्रिय करने के लिए, बाहरी उत्तेजक कारक-उत्प्रेरक का उपयोग करना आवश्यक होगा - गर्मी, प्रकाश या बिजली का प्रभाव। नतीजतन, यौगिक की आणविक संरचना अपनी प्रारंभिक कम-ऊर्जा स्थिति में गुजरती है, जो गर्मी के रूप में संचित ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है। स्वाभाविक रूप से,गर्मी रिलीज प्रक्रिया को सक्रिय करने के लिए खर्च की गई ऊर्जा जारी की गई ऊर्जा की तुलना में काफी कम है।



यह ध्यान देने योग्य है कि वर्णित सिद्धांत नया नहीं है - ऐसी सामग्री जो सौर ऊर्जा (एसटीएफ) को जमा कर सकती है क्योंकि प्रकाश के प्रभाव में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया पहले से ही पहले से प्रस्तावित है, विशेष रूप से, एक ही प्रोफेसर ग्रॉसमैन और कंपनी के कार्यों में। लेकिन अभी तक उनके आवेदन का दायरा तरल समाधानों तक ही सीमित रहा है, जबकि घनी सामग्री के साथ उनका उपयोग संभावनाओं से परे रहा है। "प्रस्तावित बहुलक फिल्म," डेविड ज़ाइटॉमिरस्की कहते हैं, "पहली सामग्री है जिसे घने और कठोर सतहों पर लागू किया जा सकता है, प्रमुख संकेतकों के अनुसार, अपने लक्ष्यों को पूरी तरह से पूरा करता है, निर्माण में आसान है, और लागत पर सस्ती है।""यह काम एक साथ संग्रह और ऊर्जा के भंडारण के लिए एक ही सामग्री का उपयोग करने के लिए प्रभावशाली संभावनाओं को खोलता है," टोरंटो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर टेड सार्जेंट, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, टिप्पणी करते हैं।

"उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया केवल दो चरणों में होती है, यह बेहद सरल और आसानी से स्केलेबल है," चो अपनी राय साझा करता है। विकास के इतिहास में एक महत्वपूर्ण मोड़ यह समझ थी कि एक पतली बहुलक फिल्म सही समय पर संचय, बनाए रखने और गर्मी को दूर करने के कार्य से निपटने में सक्षम होगी। यह इस समाधान है जो सामग्री को लगभग सार्वभौमिक बनाता है, जिसमें कांच और कपड़े की सतह पर दोनों का उपयोग किया जाता है, और अन्य घने सामग्री के "बैकिंग" पर समान सफलता मिलती है।



_{एक अवरक्त कैमरे के साथ शूटिंग, तीव्रता और क्षमता का स्तर दिखा रही है (अंजीर। 4 पूर्ण स्क्रीन) प्रक्रियाओं की जगह ले रही है। तापमान पैमाने।}

गुणों के साथ एक आधार सामग्री के रूप में, पहले सन्निकटन में, निर्धारित लक्ष्यों के अनुसार azobenzenes का उपयोग किया गया था। पहले रूप से दूसरे रूप में संक्रमण के दौरान प्रकाश ऊर्जा को संचित करने की क्षमता होने पर, इन यौगिकों, दूसरी ओर, इस बात में सुविधाजनक हैं कि उन्हें आणविक संरचना के रिवर्स परिवर्तन और सभी संचित थर्मल ऊर्जा की रिहाई के लिए ऊर्जा के न्यूनतम हिस्से की आवश्यकता होती है। उपरोक्त बाहरी प्रभावों की अनुपस्थिति में, एज़ोबेंजीन अणु अनिश्चित काल तक दो संभव स्थिर अवस्थाओं में से एक में रह सकते हैं।

उच्च ऊर्जा घनत्व, संग्रहीत ऊर्जा की एकरूपता और बाहरी प्रभावों के लिए फिल्म की संवेदनशीलता को सुनिश्चित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने यौगिक के प्रारंभिक रासायनिक सूत्र को संशोधित किया। नतीजतन, वांछित भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ लगभग पूरी तरह से पारदर्शी फिल्म सामग्री प्राप्त की गई थी (थोड़ा पीला टिंट है)।

ग्रॉसमैन के अनुसार पारदर्शिता, वास्तव में गुणवत्ता है जो फिल्म को कार ग्लास की दो परतों के बीच रखे गए एक एंटी-आइसिंग तत्व के रूप में उपयोग करने की अनुमति देगा। इसी समय, आधुनिक एंटी-आइसिंग सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले हीटिंग तारों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। प्रोफेसर द्वारा साझा किए गए प्रोजेक्ट के प्रमुख प्रायोजक के रूप में विकसित तकनीक का उपयोग करने में एक संभावित रुचि को पहले से ही बीएमडब्ल्यू चिंता ने दिखाया है। इस तरह के चश्मे आपको हर बार कार को एक उज्ज्वल स्थान पर निष्क्रिय करने के लिए ऊर्जा जमा करने की अनुमति देंगे। सही समय पर, इंजन को शुरू करने के बाद, गर्मी हस्तांतरण मोड को सक्रिय करने के लिए एक हीटिंग तार से एक अल्पकालिक उत्तेजक आवेग पर्याप्त होगा।

“हमने प्रस्तावित सिद्धांत की प्रभावशीलता और विंडशील्ड पर बर्फ की परत से छुटकारा पाने की क्षमता की पुष्टि करने वाले परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की। इस मामले में, भले ही यह परत काफी मोटी हो, इससे मुक्त होने के लिए यह बर्फ के क्षेत्र को पिघलाने के लिए पर्याप्त है, जो कांच के निकट है। बाकी, गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, खुद को स्लाइड करता है, ”ग्रॉसमैन कहते हैं।

प्राप्त सफलता के बावजूद, वैज्ञानिक पारदर्शिता और ऊर्जा घनत्व गुणांक को बढ़ाने के लिए सामग्री के सूत्र और संरचना में सुधार करने पर काम करना जारी रखते हैं। आज, सक्रिय फिल्म परिवेश के तापमान से ऊपर 10 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने में सक्षम है और इसमें थोड़ा ध्यान देने योग्य पीले रंग का टिंट है, और टीम का तात्कालिक लक्ष्य 20 डिग्री सेल्सियस पर अगली बाधा और सामग्री पारदर्शिता की एक नई गुणवत्ता को पार करना है। लेकिन पहले से ही मौजूद समाधान, ग्रॉसमैन के अनुसार, ठंड में ठंढ के खिलाफ लड़ाई से जुड़ी बैटरी की खपत को 30% तक कम करके इलेक्ट्रिक कार चालकों के जीवन को सरल बना सकता है।

"वैज्ञानिक, इंजीनियरिंग और आर्थिक दृष्टिकोण से, वह तकनीक जो आपको प्रकाश प्रवाह की ऊर्जा को संग्रहीत करने की अनुमति देती है, रासायनिक यौगिक के स्तर पर इसे बचाती है और गर्मी ऊर्जा के रूप में देती है, जिसे कम लागत में लागू किया जाता है" ठोस-राज्य "मीडिया, आज अद्वितीय और अभिनव है," टोरंटो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर सार्जेंट कहते हैं ।

स्रोत 1: मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी वेबसाइट

स्रोत 2: Phys.org

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Source: https://habr.com/ru/post/hi389353/