सभी ऊर्जा स्रोत समान रूप से सुलभ नहीं हैं: सौर ऊर्जा मौसम पर निर्भर करती है, हवा परिदृश्य पर निर्भर करती है, और जल विद्युत के लिए बुनियादी ढांचे की आवश्यकता होती है। इस पृष्ठभूमि में, शोधकर्ता तेजी से उन प्रक्रियाओं की ओर रुख कर रहे हैं जो लगभग हर जगह होती हैं। जल का वाष्पीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है। रैम्बलर लेख में पढ़ें कि वैज्ञानिकों ने इस तरह से बिजली पैदा करना कैसे सीखा।
यह वाष्पित क्यों हो जाता है?
वाष्पीकरण की ऊष्मप्रवैगिकी लंबे समय से ज्ञात है: जब पानी तरल से वाष्प में बदलता है, तो एक महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी की आवश्यकता होती है – लगभग 2250 जूल प्रति ग्राम। यह वह ऊर्जा है जो पानी वाष्पित होने पर पर्यावरण से लेता है, जिससे सतह का तापमान कम हो जाता है और तापमान में अंतर पैदा होता है।
पानी लगातार वाष्पित होता रहता है – नदियों, झीलों, महासागरों, मिट्टी, पौधों और यहाँ तक कि त्वचा की सतह से भी – और यह दिन के समय की परवाह किए बिना होता है, जब तक कि गर्मी और हवा की आवाजाही होती है। सूर्य के प्रकाश पर निर्भर सौर पैनलों या हवा पर निर्भर पवन टर्बाइनों के विपरीत, वाष्पीकरण गीली और गर्म सतह पर लगभग कहीं भी हो सकता है। यह इसे संभावित रूप से टिकाऊ लेकिन अपेक्षाकृत कम तीव्रता वाला ऊर्जा स्रोत बनाता है।
भाप जनरेटर कैसे काम करता है?
आधुनिक उपकरण जो वाष्पीकरण को बिजली में परिवर्तित करते हैं, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (टीईजी) पर आधारित हैं। वे एक सरल सिद्धांत पर काम करते हैं: दो सतहों के बीच तापमान का अंतर वोल्टेज बनाता है।
जीन क्लोनिंग की वैज्ञानिकों की असाधारण खोज
चाइनीज यूनिवर्सिटी ऑफ हांगकांग और नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ सिंगापुर के शोधकर्ताओं द्वारा वर्णित एक दृष्टिकोण जर्नल में प्रकाशित किया गया है लोकप्रिय यांत्रिकी. यह निम्नलिखित निर्माण मानता है:
- थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के दोनों किनारों पर दो हीट सिंक लगाए गए हैं;
- उनमें से एक झरझरा पॉलीविनाइल अल्कोहल (पीवीए) जेल से जुड़ा होता है जिसे लगातार गीला किया जाता है;
- जेल की सतह से पानी वाष्पित हो जाता है, जिससे वह ठंडा हो जाता है;
- दूसरा पक्ष परिवेश के तापमान पर रहता है।
गर्म पक्ष और ठंडे पक्ष के बीच का यह तापमान प्रवणता यांत्रिक भागों को हिलाए बिना बिजली उत्पन्न करने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। प्रयोगशाला परीक्षण चरण में, ऐसी प्रणाली केवल सूक्ष्म स्तर की ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम है, उदाहरण के लिए, छोटे डिस्प्ले या सेंसर को बिजली देने के लिए।
हालाँकि, वैज्ञानिकों ने बिजली उत्पादन में वृद्धि की संभावना देखी है। लेखकों का अनुमान है कि सामग्री और डिज़ाइन को अनुकूलित करने पर क्षमता दस गुना बढ़ सकती है।
प्रौद्योगिकी के लाभ और सीमाएँ
अनुकूल:
- वाष्पीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जो हर जगह होती है, विशेषकर गर्म और आर्द्र क्षेत्रों में जो सीधे धूप या हवा से प्रभावित नहीं होते हैं।
- जैसा कि बताया गया है, इसमें कोई गतिशील भाग नहीं हैं एज़ोक्लीनटेकउपकरण को सरल बनाएं और परिचालन लागत कम करें।
- केवल उच्च शक्ति कार्यों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है, बल्कि सूक्ष्म उपकरणों – सेंसर, पहनने योग्य उपकरण, इंटरनेट ऑफ थिंग्स उपकरणों के लिए उपयोगी हो सकता है।
सीमा:
- ऐसी प्रणालियों की वर्तमान दक्षता बेहद कम है – लगभग 0.1% वाष्पीकरणीय ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित किया जाता है, और यह अन्य नवीकरणीय प्रौद्योगिकियों के विकास के शुरुआती चरणों के बराबर है।
- डिवाइस को वाष्पीकरण के लिए पानी के निरंतर स्रोत की आवश्यकता होती है, जिसके बिना प्रभाव खो जाएगा।
- बड़े पैमाने पर प्रतिस्पर्धी ऊर्जा स्रोत बनने के लिए, सामग्री के महत्वपूर्ण अनुकूलन, डिजाइन और अन्य स्रोतों के साथ एकीकरण की आवश्यकता होती है।
ऐसी प्रौद्योगिकियाँ कहाँ उपयोगी हो सकती हैं?
बाष्पीकरणीय जनरेटर के लिए सबसे संभावित प्रारंभिक अनुप्रयोग उन क्षेत्रों में हैं जहां बैटरी या तारों की आवश्यकता के बिना निरंतर, यद्यपि छोटी, बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है:
- पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स – स्वास्थ्य मॉनिटर, मेडिकल सेंसर, घड़ियाँ आंशिक रूप से उनकी अपनी आर्द्रता या पर्यावरण द्वारा संचालित हो सकती हैं।
- पर्यावरण सेंसर – दूरदराज के स्थानों में मिट्टी, जलवायु, वायु की गुणवत्ता की निगरानी करते हैं जहां बैटरी बदलना मुश्किल होता है।
- कम-शक्ति वाले IoT उपकरणों को रखरखाव की आवश्यकता के बिना लंबे समय तक संचालित करने की आवश्यकता होती है।
भविष्य में, ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए बड़े जल निकायों या औद्योगिक सुविधाओं से वाष्पीकरण का उपयोग करके अधिक महत्वाकांक्षी कार्य हो सकते हैं। लेकिन ऐसी परियोजनाएं अभी भी वैचारिक हैं और इनके लिए वर्षों के तकनीकी विकास की आवश्यकता है।
हम पहले लिख चुके हैं कि हमारे पास असीमित ऊर्जा कब होगी।
