ബെംഗളൂരു ശാസ്ത്രജ്ഞർ ജലത്തെ വിഭജിച്ച് ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ നിർമ്മിക്കുന്ന ഉപകരണം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു

ബെംഗളൂരു: സൗരോർജ്ജവും ഭൂമിയിൽ സമൃദ്ധമായ വസ്തുക്കളും മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് ജല തന്മാത്രകളെ വിഭജിച്ച് പച്ച ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു അടുത്ത തലമുറ ഉപകരണം ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ഒരു സംഘം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.

പച്ച ഹൈഡ്രജൻ എന്താണ്?

ഘന വ്യവസായങ്ങളെ ഡീകാർബണൈസ് ചെയ്യാനും വാഹനങ്ങൾക്ക് ഊർജ്ജം നൽകാനും പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കാനും കഴിവുള്ള ഏറ്റവും ശുദ്ധമായ ഇന്ധനങ്ങളിലൊന്നായി ഗ്രീൻ ഹൈഡ്രജൻ വ്യാപകമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇതുവരെ, അളക്കാവുന്നതും താങ്ങാനാവുന്നതുമായ ഉൽ‌പാദന രീതികൾ അവ്യക്തമായി തുടരുന്നു.

മുന്നേറ്റത്തിന് പിന്നിലെ നവീകരണം

ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പിന് (DST) കീഴിലുള്ള സ്വയംഭരണ സ്ഥാപനമായ ബെംഗളൂരുവിലെ സെന്റർ ഫോർ നാനോ ആൻഡ് സോഫ്റ്റ് മാറ്റർ സയൻസസിലെ (CeNS) ഡോ. അശുതോഷ് കെ. സിങ്ങിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു ഗവേഷണ സംഘമാണ് ഈ ഉപകരണം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്.

സ്മാർട്ട് മെറ്റീരിയലുകൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് അവയെ ഒരു ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറിലേക്ക് സംയോജിപ്പിച്ച് പ്രകടനം വർദ്ധിപ്പിക്കുക മാത്രമല്ല, വലിയ തോതിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും കഴിയുന്ന ഒരു ഉപകരണം ഞങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചു, ഡോ. സിംഗ് പറഞ്ഞു. ഇത് താങ്ങാനാവുന്ന വലിയ തോതിലുള്ള സോളാർ-ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജ സംവിധാനങ്ങളിലേക്ക് ഒരു പടി കൂടി അടുപ്പിക്കുന്നു.

ജേണൽ ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് കെമിസ്ട്രി എയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഈ ഗവേഷണം, നൂതനമായ n-i-p ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ ആർക്കിടെക്ചർ ഉപയോഗിച്ച് രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഒരു സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ഫോട്ടോനോഡിനെ വിവരിക്കുന്നു. ഈ ഘടനയിൽ n-ടൈപ്പ് TiO₂ ഇൻട്രിൻസിക് (അൺഡോപ്പ്ഡ്) Si, p-ടൈപ്പ് NiO സെമികണ്ടക്ടറുകളുടെ അടുക്കിയ പാളികൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവ ഒരുമിച്ച് ചാർജ് വേർതിരിക്കൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ഗതാഗത കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഇത് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു?

കൃത്യതയും കാര്യക്ഷമതയും ഉറപ്പാക്കുന്ന സ്കെയിലബിൾ, ഇൻഡസ്ട്രി-റെഡി രീതിയായ മാഗ്നെട്രോൺ സ്പട്ടറിംഗ് ഉപയോഗിച്ചാണ് ഉപകരണം നിർമ്മിച്ചത്. ഈ എഞ്ചിനീയറിംഗ് സമീപനം വേഗത്തിലുള്ള ചാർജ് ഗതാഗതത്തിലേക്ക് നയിച്ചു, മികച്ച പ്രകാശ ആഗിരണം, റീകോമ്പിനേഷൻ നഷ്ടം കുറയ്ക്കൽ എന്നിവയെല്ലാം കാര്യക്ഷമമായ സോളാർ-ടു-ഹൈഡ്രജൻ പരിവർത്തനത്തിനുള്ള പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ്.

ശ്രദ്ധേയമായി, ഉപകരണം 600 mV യുടെ മികച്ച ഉപരിതല ഫോട്ടോവോൾട്ടേജും ഏകദേശം 0.11 VRHE യുടെ കുറഞ്ഞ ആരംഭ സാധ്യതയും നേടി, സൗരോർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഇത് വളരെ ശക്തമാക്കുന്നു. മാത്രമല്ല, അസാധാരണമായ ദീർഘകാല സ്ഥിരത കാണിക്കുന്ന 4 ശതമാനം പ്രകടന ഇടിവോടെ ക്ഷാര സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇത് 10 മണിക്കൂറിലധികം തുടർച്ചയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

Si-അധിഷ്ഠിത ഫോട്ടോഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഇത് ഒരു അപൂർവ സംഭവമാണ്. 25 cm2 ഫോട്ടോആനോഡ് ഉപയോഗിച്ച് മികച്ച ജല വിഭജന ഫലങ്ങൾ നൽകിക്കൊണ്ട് വലിയ തോതിൽ വിജയകരമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനൊപ്പം സ്കേലബിളിറ്റിയും ഇത് പ്രകടമാക്കി.

എന്തുകൊണ്ട് ഇത് പ്രധാനമാണ്?

ഉയർന്ന ദക്ഷത, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ട്, ശക്തമായ ഈട്, ചെലവ് കുറഞ്ഞ വസ്തുക്കൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി കാരണങ്ങളാൽ ഈ പുതിയ ഉപകരണം ആകർഷകമാണ്. വീടുകൾ മുതൽ ഫാക്ടറികൾ വരെ സൂര്യപ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ അധിഷ്ഠിത ഊർജ്ജ സംവിധാനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഭാവി സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്ക് ഈ നേട്ടം കാരണമാകുമെന്ന് സംഘം പറഞ്ഞു.