ಈ ಬಯೋನಿಕ್ ಶೀಟ್ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ

ಲಂಡನ್‌ನ ಇಂಪೀರಿಯಲ್ ಕಾಲೇಜಿನ ಸಂಶೋಧಕರು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸೌರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವಂತಹ ಹೊಸ ಎಲೆಗಳಂತಹ ರಚನೆಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ, ನೈಜ ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸುತ್ತಾರೆ.
"ಪಿವಿ ಶೀಟ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ನಾವೀನ್ಯತೆ "ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಹೊಸ ತಲೆಮಾರಿನ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ."
ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಎಲೆಗಳು "ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಗಿಂತ 10 ಪ್ರತಿಶತಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಇದು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ 70 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಸೌರಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ.
ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬಳಸಿದರೆ, ಆವಿಷ್ಕಾರವು 2050 ರ ವೇಳೆಗೆ ವರ್ಷಕ್ಕೆ 40 ಬಿಲಿಯನ್ ಘನ ಮೀಟರ್ ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನು ಸಹ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.
"ಈ ನವೀನ ವಿನ್ಯಾಸವು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವಾಗ ಸೌರ ಫಲಕಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ" ಎಂದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಸಂಶೋಧಕ ಎಮೆರಿಟಸ್ ಮತ್ತು ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನದ ಲೇಖಕ ಡಾ. ಕಿಯಾನ್ ಹುವಾಂಗ್ ಹೇಳಿದರು.
ಕೃತಕ ಎಲೆಗಳನ್ನು ಪಂಪ್‌ಗಳು, ಅಭಿಮಾನಿಗಳು, ನಿಯಂತ್ರಣ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಗಳು ಮತ್ತು ದುಬಾರಿ ಸರಂಧ್ರ ವಸ್ತುಗಳ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತೊಡೆದುಹಾಕಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ವಿವಿಧ ಸೌರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸಹಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
"ಈ ನವೀನ ಶೀಟ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಅನುಷ್ಠಾನವು ಜಾಗತಿಕ ಇಂಧನ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಎರಡು ಒತ್ತುವ ಜಾಗತಿಕ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ: ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ನೀರಿಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆ" ಎಂದು ಶುದ್ಧ ಇಂಧನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಮುಖ್ಯಸ್ಥ ಕ್ರಿಸ್ಟೋಸ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಹೇಳಿದರು ಮತ್ತು ಅಧ್ಯಯನದ ಲೇಖಕ. ಮಾರ್ಕೈಡ್ಸ್ ಹೇಳಿದರು.
ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಎಲೆಗಳು ನೈಜ ಎಲೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸುತ್ತವೆ, ಸಸ್ಯವು ಬೇರುಗಳಿಂದ ನೀರನ್ನು ಎಲೆಗಳ ಸುಳಿವುಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಪಿವಿ ಎಲೆಗಳ ಮೂಲಕ ನೀರು ಚಲಿಸಬಹುದು, ವಿತರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗಬಹುದು, ಆದರೆ ನೈಸರ್ಗಿಕ ನಾರುಗಳು ಎಲೆಗಳ ರಕ್ತನಾಳದ ಕಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಸೌರ ಪಿವಿ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಸ್ಪಂಜಿನ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಕ್ಟೋಬರ್ 2019 ರಲ್ಲಿ, ಕೇಂಬ್ರಿಡ್ಜ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ತಂಡವು "ಕೃತಕ ಎಲೆ" ಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು, ಇದು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು, ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ನೀರನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಅನಿಲ ಎಂಬ ಶುದ್ಧ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.
ನಂತರ, ಆಗಸ್ಟ್ 2020 ರಲ್ಲಿ, ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾದ ಅದೇ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಸಂಶೋಧಕರು ತೇಲುವ “ಕೃತಕ ಎಲೆಗಳನ್ನು” ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು, ಅದು ಶುದ್ಧ ಇಂಧನವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ನೀರನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವರದಿಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಈ ಸ್ವಾಯತ್ತ ಸಾಧನಗಳು ತೇಲುವಷ್ಟು ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೌರ ಫಲಕಗಳಂತಹ ಭೂಮಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳದೆ ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳಿಗೆ ಸುಸ್ಥಿರ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ಕಲುಷಿತ ಇಂಧನಗಳಿಂದ ದೂರ ಸರಿಯಲು ಮತ್ತು ಕ್ಲೀನರ್, ಹಸಿರು ಆಯ್ಕೆಗಳ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗಲು ಎಲೆಗಳು ಆಧಾರವಾಗಬಹುದೇ?
ವಾಣಿಜ್ಯ ಪಿವಿ ಫಲಕವನ್ನು ಮುಟ್ಟುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೌರಶಕ್ತಿ (> 70%) ಶಾಖವಾಗಿ ಕರಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅದರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಕ್ಷೀಣತೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಣಿಜ್ಯ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಫಲಕಗಳ ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 25%ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ತಾಪಮಾನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಬಹುಪತ್ನಿೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ, ಅಗ್ಗದ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಪಿರೇಷನ್ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಪಾಲಜನಕ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಬ್ಲೇಡ್‌ನ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ನಾವು ಇಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತೇವೆ. ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಸುಮಾರು 590 w/m2 ಶಾಖವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ, ಜೀವಕೋಶದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸುಮಾರು 26 ° C ನಿಂದ 1000 w/m2 ಪ್ರಕಾಶದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 13.6%ನಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಎಂದು ನಾವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ತೋರಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಪಿವಿ ಬ್ಲೇಡ್‌ಗಳು ಒಂದೇ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಾಖ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಚೇತರಿಸಿಕೊಂಡ ಶಾಖವನ್ನು ಸಿನರ್ಜಿಸ್ಟಿಕಲ್ ಆಗಿ ಬಳಸಬಹುದು, ಒಟ್ಟಾರೆ ಸೌರಶಕ್ತಿ ಬಳಕೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 13.2% ರಿಂದ 74.5% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 1.1l/ ಗಂ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ . / M2 ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ.