रूस के राष्ट्रीय विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (MISIS) के शोधकर्ताओं द्वारा औद्योगिक ऊष्मा को बिजली में परिवर्तित करने के लिए संभावित रूप से उपयोग की जा सकने वाली तापीय विद्युत सामग्रियों के विकास के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रस्तावित किया गया है।
इस नए अध्ययन के परिणाम को जर्नल ऑफ द यूरोपियन सेरेमिक सोसाइटी में प्रकाशित किया गया है। ये प्रौद्योगिकियां न केवल उत्पादक प्रक्रियाओं की ऊर्जा दक्षता में सुधार करती हैं, बल्कि उनके पर्यावरणीय प्रभाव को भी महत्वपूर्ण रूप से कम करती हैं।
इस नए अध्ययन के परिणाम को जर्नल ऑफ द यूरोपियन सेरेमिक सोसाइटी में प्रकाशित किया गया है। ये प्रौद्योगिकियां न केवल उत्पादक प्रक्रियाओं की ऊर्जा दक्षता में सुधार करती हैं, बल्कि उनके पर्यावरणीय प्रभाव को भी महत्वपूर्ण रूप से कम करती हैं।
MISIS के वैज्ञानिकों के अनुसार, इस चुनौती का एक आशाजनक समाधान तापीय विद्युत सामग्रियों का उपयोग है। इन सामग्रियों में तापीय ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की अद्वितीय क्षमता होती है।
रूस के डॉन स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी (DSTU) के शोधकर्ताओं ने वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम के सहयोग से कॉफी ग्राउंड से बने बायोचार को शामिल करते हुए एक ठोस मिश्रण विकसित किया है।
रूस के डॉन स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी (DSTU) के शोधकर्ताओं ने वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम के सहयोग से कॉफी ग्राउंड से बने बायोचार को शामिल करते हुए एक ठोस मिश्रण विकसित किया है।
MISIS के वैज्ञानिकों ने एक नई सामग्री विकसित की है, जो उनके अनुसार, मौजूदा विधियों की तुलना में उच्च तापमान पर बेहतर थर्मोइलेक्ट्रिक विशेषताओं को प्रदर्शित करती है।
यह सुधार इष्टतम छिद्र (10-22 प्रतिशत) के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो तापीय चालकता और विद्युत चालकता दोनों को प्रभावित करता है। सामग्री का आधार कैल्शियम मैंगनाइट पेरोव्स्काइट है जिसमें मैंगनीज से भरपूर खनिज मैरोकाइट मिलाया गया है।
NUST MISIS में रिसर्च सेंटर ऑफ़ इंजीनियरिंग सिरेमिक नैनोमटेरियल्स (RC ECN) के प्रोजेक्ट लीडर और प्रमुख विशेषज्ञ सर्गेई युडिन ने कहा, "हमारा दृष्टिकोण न केवल अधिक लागत प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल है, बल्कि सामग्री की संरचना और संरचना के सटीक नियंत्रण के लिए अतिरिक्त उपकरण भी प्रदान करता है, जिससे उनके गुणों में लक्षित सुधार हो सकता है।"
शोधकर्ताओं का मानना है कि इस विकास को थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर पर लागू किया जा सकता है, जो सैद्धांतिक रूप से खोई हुई गर्मी का 20% तक बिजली में परिवर्तित कर सकता है। इससे औद्योगिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा दक्षता में संभावित रूप से वृद्धि हो सकती है और कार्बन फुटप्रिंट में कमी आ सकती है।
यह विधि आसानी से उपयोग की जा सकती है और इसे विकसित उद्योगों वाले देशों जैसे कि यूएसए, चीन, भारत या यूरोपीय संघ के देशों में लागू किया जा सकता है। अध्ययन लेखकों के अनुसार, इससे वैश्विक ऊर्जा दक्षता में सुधार करने और कार्बन उत्सर्जन को कम करने में मदद मिलेगी।
वैज्ञानिकों के अनुसार, पायरोलिसिस या सॉलिड-स्टेट संश्लेषण जैसी अन्य संश्लेषण विधियाँ भी हैं, लेकिन उन्हें महत्वपूर्ण समय और ऊर्जा संसाधनों की आवश्यकता होती है।
"बिजली बनाने का यह नया तरीका खास है क्योंकि यह गर्मी को बिजली में बदलने में बहुत बढ़िया काम करता है। यह अपने खास डिजाइन की वजह से ऐसा करता है जिसमें छोटे-छोटे छेद, सही सामग्री और एक समान आकार होता है। साथ ही, इसे पुराने तरीकों की तरह लंबे समय तक गर्म करने की ज़रूरत नहीं होती, जिससे ऊर्जा की बचत होती है और इससे और अधिक बिजली बनाना आसान हो जाता है।" रिसर्च सेंटर में एक शोध सहयोगी, झन्ना एर्मेकोवा ने टिप्पणी की।
भविष्य में, वैज्ञानिक इष्टतम योजक खोजने और उनकी सही सांद्रता निर्धारित करने के साथ-साथ सामग्री के थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों पर उनके प्रभाव का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करने की योजना बना रहे हैं। प्राप्त डेटा उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए अधिक कुशल और स्थिर थर्मोइलेक्ट्रिक कंपोजिट के विकास की अनुमति देगा।
यह कार्य रूसी विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान संख्या 22-79-10278) के सहयोग से किया गया है।