মিশিগান ইউনিভার্সিটিতে বিকশিত একটি নতুন ধরনের সৌর প্যানেল, প্রাকৃতিক সালোকসংশ্লেষণের একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপের অনুকরণ করে জলকে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে রূপান্তর করতে 9% দক্ষতা অর্জন করেছে। বাহ্যিকভাবে, এটি প্রযুক্তিতে একটি বড় অগ্রগতির প্রতিনিধিত্ব করে, এটি তার ধরণের সৌর জল বিভাজন পরীক্ষাগুলির চেয়ে প্রায় 10 গুণ বেশি দক্ষ।
তবে সবচেয়ে বড় সুবিধা হল টেকসই হাইড্রোজেনের খরচ কমানো। এটি সেমিকন্ডাক্টর সঙ্কুচিত করে সম্ভব হয়েছে, সাধারণত ডিভাইসের সবচেয়ে ব্যয়বহুল অংশ। দলের স্ব-নিরাময় অর্ধপরিবাহী 160 সূর্যের সমান ঘনীভূত আলো সহ্য করে।
বর্তমানে, মানুষ জীবাশ্ম জ্বালানী মিথেন থেকে হাইড্রোজেন তৈরি করে, প্রক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণে জীবাশ্ম শক্তি ব্যবহার করে। যাইহোক, গাছপালা সূর্যালোক ব্যবহার করে জল থেকে হাইড্রোজেন পরমাণু সংগ্রহ করে। যেহেতু মানবতা তার কার্বন নির্গমন কমানোর চেষ্টা করে, হাইড্রোজেন একটি স্বতন্ত্র জ্বালানী হিসাবে এবং পুনর্ব্যবহৃত কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে তৈরি টেকসই জ্বালানীর উপাদান হিসাবে উভয়ই আকর্ষণীয়। একইভাবে, এটি অনেক রাসায়নিক প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয়, উদাহরণস্বরূপ সার উত্পাদন।
“অবশেষে, আমরা বিশ্বাস করি যে কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ ডিভাইসগুলি প্রাকৃতিক সালোকসংশ্লেষণের চেয়ে অনেক বেশি দক্ষ হবে, যা কার্বন নিরপেক্ষতার পথ প্রশস্ত করবে,” বলেছেন জেটিয়ান মি, ইউএম-এর বৈদ্যুতিক এবং কম্পিউটার প্রকৌশলের অধ্যাপক যিনি নেচারে রিপোর্ট করেছেন।
ব্যতিক্রমী ফলাফল দুটি অগ্রিম থেকে আসে। প্রথমটি হল আলো ক্যাপচার করে এমন অর্ধপরিবাহীকে ধ্বংস না করে সূর্যালোকে ফোকাস করার ক্ষমতা।
“আমরা কিছু সেমিকন্ডাক্টরের তুলনায় সেমিকন্ডাক্টরের আকার 100 গুণ কমিয়েছি যেগুলি শুধুমাত্র কম আলোর তীব্রতায় কাজ করে,” বলেছেন পেং ঝু, ইলেকট্রিক্যাল অ্যান্ড কম্পিউটার ইঞ্জিনিয়ারিং-এর ইউএম গবেষক এবং গবেষণার প্রথম লেখক৷ “আমাদের প্রযুক্তি দ্বারা উত্পাদিত হাইড্রোজেন খুব সস্তা হতে পারে।”
এবং দ্বিতীয়টি সৌর বর্ণালীর উচ্চতর শক্তিবর্ধক অংশ উভয়ই ব্যবহার করে জলকে আলাদা করতে এবং বর্ণালীর নীচের অংশকে তাপ প্রদানের জন্য যা বিক্রিয়াকে উৎসাহিত করে। জাদু একটি অর্ধপরিবাহী অনুঘটক দ্বারা সম্ভব করা হয় যে ব্যবহারে ভালো হয়রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটানোর জন্য সূর্যালোক ব্যবহার করার সময় এই অনুঘটকগুলি সাধারণত যে অবক্ষয় অনুভব করে তা প্রতিরোধ করে।
উচ্চ আলোর তীব্রতা পরিচালনা করার পাশাপাশি, এটি উচ্চ তাপমাত্রায় উন্নতি করতে পারে যা কম্পিউটার সেমিকন্ডাক্টরকে শাস্তি দেয়। উচ্চ তাপমাত্রা জল বিচ্ছেদ প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে, এবং অতিরিক্ত তাপ হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনকে তাদের বন্ধন পুনর্নবীকরণ এবং আরও একবার জল গঠনের পরিবর্তে আলাদা থাকতে উত্সাহিত করে। এই দুটিই দলকে আরও হাইড্রোজেন সংগ্রহ করতে সাহায্য করেছিল।
বহিরঙ্গন পরীক্ষা-নিরীক্ষার জন্য, ঝোউ কয়েক সেন্টিমিটার ব্যাসের একটি পরীক্ষামূলক প্যানেলে সূর্যালোককে কেন্দ্রীভূত করার জন্য একটি ঘরের জানালার আকারের একটি লেন্স ইনস্টল করেছেন। এই প্যানেলে, অর্ধপরিবাহী অনুঘটকটি জলের একটি স্তর দিয়ে আচ্ছাদিত ছিল, যা এটি আলাদা করা হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন গ্যাসের সাথে বুদবুদ করে।
অনুঘটকটি একটি সিলিকন পৃষ্ঠে বিকশিত ইন্ডিয়াম এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইডের ন্যানোস্ট্রাকচার নিয়ে গঠিত। এই সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার আলো ক্যাপচার করে, এটিকে মুক্ত ইলেকট্রন এবং গর্তে রূপান্তরিত করে – ইলেক্ট্রনগুলি আলোর দ্বারা নির্গত হলে ইতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত স্থানগুলি বাকি থাকে। ন্যানোস্ট্রাকচারগুলি ন্যানোস্কেল ধাতব পুঁতি দিয়ে জড়ানো হয়, ব্যাসের এক মিলিমিটারের 1/2000তম, যা এই ইলেক্ট্রন এবং গর্তগুলিকে প্রতিক্রিয়া নির্দেশ করতে সাহায্য করে।
প্যানেলের শীর্ষে একটি সাধারণ অন্তরক স্তর তাপমাত্রাকে 75 ডিগ্রী সেলসিয়াস বা 167 ডিগ্রী ফারেনহাইট রাখে, প্রতিক্রিয়াকে উত্সাহিত করতে যথেষ্ট গরম কিন্তু সেমিকন্ডাক্টর অনুঘটকটি ভালভাবে কাজ করার জন্য যথেষ্ট ঠান্ডা। পরীক্ষার বহিরঙ্গন সংস্করণ, কম নির্ভরযোগ্য সূর্যালোক এবং তাপমাত্রা সহ, সূর্যের শক্তিকে হাইড্রোজেনে রূপান্তর করার ক্ষেত্রে 6.1% দক্ষতা অর্জন করেছে। যাইহোক, বাড়ির ভিতরে, সিস্টেমটি 9% দক্ষতা অর্জন করেছে।
পরবর্তী চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করতে দলটি হ’ল দক্ষতা আরও উন্নত করা এবং অতি-উচ্চ বিশুদ্ধতা হাইড্রোজেন যা সরাসরি জ্বালানী কোষগুলিতে খাওয়ানো যেতে পারে।
এই কাজের সাথে সম্পর্কিত বৌদ্ধিক সম্পত্তির অংশটি NS Nanotech Inc. এবং NX Fuels Inc. কে লাইসেন্স দেওয়া হয়েছে, যেগুলি Mi দ্বারা সহ-প্রতিষ্ঠা করা হয়েছিল৷ মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয় এবং Mi উভয় সংস্থারই আর্থিক আগ্রহ রয়েছে৷
এই কাজটি ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন, ডিপার্টমেন্ট অফ ডিফেন্স, মিশিগান ট্রান্সলেশনাল রিসার্চ অ্যান্ড কমার্শিয়ালাইজেশন ইনোভেশন হাব, ইউনিভার্সিটি অফ মিশিগান কলেজ অফ ইঞ্জিনিয়ারিং ব্লু স্কাই প্রোগ্রাম এবং আর্মি রিসার্চ অফিস দ্বারা সমর্থিত ছিল।
0 Comments