सौर हाइड्रोजन उत्पादन की नई तकनीक पर एक प्रारंभिक अध्ययन

रिपोर्ट्स के मुताबिक, एमआईटी और नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी (एनआरईएल) की एक शोध टीम ने थर्मोफोटोवोल्टिक (टीपीवी) सेल को सफलतापूर्वक विकसित और प्रदर्शित किया है, जो पारंपरिक स्टीम टर्बाइनों की तुलना में गर्मी को अधिक कुशलता से परिवर्तित करने में सक्षम है। बिजली, और लागत बहुत कम है। भविष्य के बिजली स्टेशनों और ग्रिड ऊर्जा भंडारण के लिए इसका बहुत बड़ा प्रभाव है।

थर्मोफोटोवोल्टिक (टीपीवी) मुख्य रूप से फोटोवोल्टिक प्रभाव के माध्यम से अवरक्त तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, और ऊर्जा भंडारण और रूपांतरण की विधि का एहसास कर सकता है। शोधकर्ताओं ने ऐसी टीपीवी कोशिकाओं को ग्रिड-स्केल थर्मल बैटरी में एकीकृत करने की योजना बनाई है। प्रणाली सौर ऊर्जा जैसे नवीकरणीय स्रोतों से अतिरिक्त ऊर्जा को अवशोषित करेगी और इस ऊर्जा को अत्यधिक इन्सुलेट थर्मल ग्रेफाइट जलाशय में संग्रहित करेगी। जब ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जैसे बादल के दिनों में, टीपीवी बैटरी गर्मी को बिजली में परिवर्तित करती है और ऊर्जा को ग्रिड में वितरित करती है।

जैसा कि हम सभी जानते हैं कि अधिकांश मानव बिजली तापीय ऊर्जा से आती है, अर्थात् कोयला या प्राकृतिक गैस, परमाणु विखंडन, सौर ऊर्जा को केंद्रित करना, जिसका उपयोग पानी को उबालने और बिजली पैदा करने के लिए भाप टर्बाइनों को स्पिन करने के लिए किया जाता है। पिछली डेढ़ सदी में, यह ज्ञात शक्तियों और सीमाओं के साथ एक परिपक्व, अच्छी तरह से अनुकूलित तकनीक के रूप में दुनिया भर में सर्वव्यापी हो गया है।

सीमाओं में से एक दक्षता है। जबकि कुछ टर्बाइनों ने ऊष्मा स्रोत की 60 प्रतिशत ऊर्जा को बिजली में सफलतापूर्वक परिवर्तित कर दिया है, औसत टरबाइन केवल 35 प्रतिशत दक्षता पर संचालित होता है। एक और सीमा गर्मी है, और भाप टर्बाइन उन घटकों पर भरोसा करते हैं जिन्हें निश्चित तापमान थ्रेसहोल्ड पर काम करना चाहिए।

नए डिज़ाइन का उद्देश्य उच्च-तापमान स्रोतों से उच्च-ऊर्जा फोटॉन को कैप्चर करना है, उच्च-बैंडगैप सामग्री और कई जंक्शनों के उपयोग के लिए धन्यवाद। 1900 डिग्री सेल्सियस और 2400 डिग्री सेल्सियस के बीच परीक्षणों में, नई टीपीवी कोशिकाओं ने लगभग 40 प्रतिशत दक्षता बनाए रखी। प्रारंभिक टीपीवी कोशिकाओं की औसत दक्षता लगभग 20 प्रतिशत थी, और उच्चतम दक्षता का पिछला रिकॉर्ड 32 प्रतिशत था।

उपरोक्त शोध परिणाम हाल ही में प्रसिद्ध वैज्ञानिक पत्रिका "नेचर" में प्रकाशित हुए हैं।

शोधकर्ता लिखते हैं, "टीपीवी की 40 प्रतिशत दक्षता उल्लेखनीय है क्योंकि यह अब टीपीवी को एक ताप इंजन तकनीक बनाती है जो टर्बाइनों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकती है। 40 प्रतिशत दक्षता पहले से ही औसत यूएस टर्बाइन-आधारित ताप इंजन दक्षता से अधिक है, लेकिन क्या टीपीवी को इससे अधिक आकर्षक बनाता है टर्बाइन कम लागत, तेज प्रतिक्रिया समय, रखरखाव में आसानी, बाहरी ताप स्रोतों के साथ एकीकरण में आसानी और ईंधन लचीलेपन के लिए उनकी क्षमता है।"

"प्राकृतिक गैस या हाइड्रोजन दहन के लिए उपयुक्त" तापमान सीमा में संचालन, नई ताप इंजन तकनीक को अगली पीढ़ी के कम उत्सर्जन वाले बिजली संयंत्रों के लिए वादा करने के लिए समझा जाता है जो दहन स्रोतों से कम लागत पर काम कर सकते हैं और अधिक बिजली निकाल सकते हैं। हरे हाइड्रोजन के मामले में, ऐसा संयंत्र बिना कार्बन का उत्सर्जन कर सकता है।

एमआईटी के मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर और परियोजना के शोधकर्ताओं में से एक एसेगुन हेनरी ने कहा: "थर्मल फोटोवोल्टिक कोशिकाएं यह साबित करने में अंतिम महत्वपूर्ण कदम हैं कि थर्मल बैटरी एक व्यवहार्य अवधारणा है। यह अक्षय ऊर्जा को बढ़ावा देने के लिए सड़क पर है और शून्य कार्बन ग्रिड प्राप्त करना बिल्कुल महत्वपूर्ण कदम है।