वैज्ञानिक एक ऐसा उपकरण बनाना चाहते हैं जो हमारे द्वारा उत्सर्जित शरीर की गर्मी को पकड़ सके और इसका उपयोग अन्य प्रौद्योगिकियों को शक्ति देने में कर सके
यदि आपने कभी खुद को थर्मल इमेजिंग कैमरे के माध्यम से देखा है, तो आप जानेंगे कि आपका शरीर बहुत अधिक गर्मी पैदा करता है। यह वास्तव में हमारा एक अपशिष्ट उत्पाद है चयापचय. मानव शरीर का प्रत्येक वर्ग फुट गर्मी देता है प्रति घंटे लगभग 19 मैचों के बराबर।
दुर्भाग्य से, इस गर्मी का अधिकांश भाग यूँ ही निकल जाता है वायुमंडल. क्या यह बहुत अच्छा नहीं होगा यदि हम इसका उपयोग उत्पादन में कर सकें ऊर्जा? मेरे शोध से पता चला है कि यह वास्तव में संभव होगा। मैं और मेरे सहकर्मी हैं तरीकों की खोज पर्यावरण-अनुकूल सामग्रियों का उपयोग करके, ऊर्जा उत्पादन के लिए शरीर की गर्मी को एकत्र करना और संग्रहीत करना।
लक्ष्य एक ऐसा उपकरण बनाना है जो पहनने योग्य तकनीक के लिए अंतर्निहित पावर बैंक की तरह काम करते हुए ऊर्जा उत्पन्न और संग्रहीत कर सके। यह हमारे शरीर की गर्मी का उपयोग करके स्मार्ट घड़ियों, फिटनेस ट्रैकर, या जीपीएस ट्रैकर जैसे उपकरणों को अधिक समय तक या अनिश्चित काल तक चलने की अनुमति दे सकता है।
यह सिर्फ हमारा शरीर नहीं है जो अपशिष्ट ताप उत्पन्न करता है। हमारी तकनीकी रूप से उन्नत दुनिया में, हमारे वाहनों के इंजनों से लेकर सामान बनाने वाली मशीनों तक, प्रतिदिन पर्याप्त अपशिष्ट ऊष्मा उत्पन्न होती है।
आमतौर पर, यह गर्मी वायुमंडल में भी जारी की जाती है, जो ऊर्जा पुनर्प्राप्ति के लिए एक महत्वपूर्ण चूक अवसर का प्रतिनिधित्व करती है। की उभरती अवधारणाअपशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति“इस अक्षमता को संबोधित करना चाहता है। अन्यथा बर्बाद होने वाली ऊर्जा का उपयोग करके, उद्योग अपनी परिचालन दक्षता में सुधार कर सकते हैं और अधिक टिकाऊ वातावरण में योगदान कर सकते हैं।
थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव एक ऐसी घटना है जो गर्मी को बिजली में बदलने में मदद कर सकती है। यह तापमान के अंतर से विद्युत क्षमता उत्पन्न करके काम करता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन गर्म पक्ष से ठंडे पक्ष की ओर प्रवाहित होते हैं, जिससे उपयोगी विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है।
पारंपरिक थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्रीहालाँकि, अक्सर से बनाये जाते हैं कैडमियम, नेतृत्व करना या पारा. ये पर्यावरणीय और स्वास्थ्य जोखिमों के साथ आते हैं जो उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों को सीमित करते हैं।
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लकड़ी की शक्ति
लेकिन हमने पाया है कि आप लकड़ी से थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री भी बना सकते हैं – जो एक सुरक्षित, टिकाऊ विकल्प प्रदान करता है।
लकड़ी सदियों से निर्माण सामग्री और ईंधन के स्रोत के रूप में मानव सभ्यताओं का अभिन्न अंग रही है। हम औद्योगिक प्रक्रियाओं में अक्सर खो जाने वाली अपशिष्ट ऊष्मा को मूल्यवान बिजली में परिवर्तित करने के लिए लकड़ी से प्राप्त सामग्रियों की क्षमता का पता लगा रहे हैं।
यह दृष्टिकोण न केवल ऊर्जा दक्षता को बढ़ाता है, बल्कि यह भी परिभाषित करता है कि हम रोजमर्रा की सामग्रियों को टिकाऊ ऊर्जा समाधान के आवश्यक घटकों के रूप में कैसे देखते हैं।
लिमरिक विश्वविद्यालय में हमारी टीम, वालेंसिया विश्वविद्यालय के सहयोग से, विकसित हो गया है विशेष रूप से आयरिश लकड़ी के उत्पादों का उपयोग करके अपशिष्ट ताप को बिजली में परिवर्तित करने की एक स्थायी विधि लिग्निनजो कागज उद्योग का एक उपोत्पाद है।
हमारे अध्ययन से पता चलता है कि लिग्निन-आधारित झिल्ली, जब नमक के घोल में भिगोई जाती है, तो कम तापमान वाली अपशिष्ट गर्मी (200 डिग्री सेल्सियस से नीचे) को कुशलतापूर्वक बिजली में परिवर्तित कर सकती है। लिग्निन झिल्ली में तापमान का अंतर नमक के घोल में आयनों (आवेशित परमाणुओं) को स्थानांतरित करने का कारण बनता है। सकारात्मक आयन ठंडे पक्ष की ओर बढ़ते हैं, जबकि नकारात्मक आयन गर्म पक्ष की ओर बढ़ते हैं। आवेशों का यह पृथक्करण झिल्ली में एक विद्युत विभव अंतर पैदा करता है, जिसका उपयोग विद्युत ऊर्जा के रूप में किया जा सकता है।
चारों ओर से औद्योगिक अपशिष्ट ताप का 66% इस तापमान सीमा के अंतर्गत आने पर, यह नवाचार पर्यावरण-अनुकूल ऊर्जा समाधानों के लिए एक महत्वपूर्ण अवसर प्रस्तुत करता है।
यह नई तकनीक कई क्षेत्रों में बड़ा बदलाव लाने की क्षमता रखती है। विनिर्माण जैसे उद्योग, जो बड़ी मात्रा में बची हुई गर्मी का उत्पादन करते हैं, उस अपशिष्ट गर्मी को बिजली में बदलकर बड़े लाभ देख सकते हैं। इससे उन्हें ऊर्जा बचाने और पर्यावरण पर उनके प्रभाव को कम करने में मदद मिलेगी।
इस तकनीक का उपयोग विभिन्न सेटिंग्स में किया जा सकता है, जिसमें दूरदराज के क्षेत्रों में बिजली प्रदान करने से लेकर रोजमर्रा के अनुप्रयोगों में सेंसर और उपकरणों को बिजली प्रदान करना शामिल है। इसकी पर्यावरण-अनुकूल प्रकृति इसे इमारतों और बुनियादी ढांचे में टिकाऊ ऊर्जा उत्पादन के लिए एक आशाजनक समाधान बनाती है।
भंडारण को लेकर परेशानी
अपशिष्ट ताप से ऊर्जा प्राप्त करना पहला कदम है; इसे प्रभावी ढंग से संग्रहीत करना भी उतना ही महत्वपूर्ण है। सुपरकैपेसिटर ऊर्जा भंडारण उपकरण हैं जो बिजली को तेजी से चार्ज और डिस्चार्ज करते हैं। यह उन्हें त्वरित बिजली वितरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक बनाता है।
हालाँकि, उनकी निर्भरता जीवाश्म ईंधन से प्राप्त होती है कार्बन सामग्री स्थिरता संबंधी चिंताओं को बढ़ाती है, उनके उत्पादन में नवीकरणीय विकल्पों की आवश्यकता पर प्रकाश डालती है।
हमारे शोध समूह ने पता लगाया है कि लिग्निन-आधारित झरझरा कार्बन लिग्निन झिल्ली का उपयोग करके अपशिष्ट ताप संचयन से उत्पन्न ऊर्जा भंडारण के लिए सुपरकैपेसिटर में इलेक्ट्रोड के रूप में काम कर सकता है।
यह प्रक्रिया लिग्निन झिल्ली को अपशिष्ट ताप को पकड़ने और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की अनुमति देती है, जबकि छिद्रपूर्ण कार्बन संरचना आयनों की तीव्र गति और भंडारण की सुविधा प्रदान करती है। एक हरित विकल्प प्रदान करके जो हानिकारक रसायनों और निर्भरता से बचाता है जीवाश्म ईंधनयह दृष्टिकोण अपशिष्ट ताप से ऊर्जा भंडारण के लिए एक स्थायी समाधान प्रदान करता है।
ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी में यह नवाचार उपभोक्ता की हर चीज को ऊर्जा प्रदान कर सकता है इलेक्ट्रानिक्सपहनने योग्य तकनीक इलेक्ट्रिक वाहन.
यह संपादित लेख पुनः प्रकाशित किया गया है बातचीत क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.
