ഇതുവരെ ലഭ്യമായ എല്ലാ വസ്തുക്കളിലും സൗരോർജ്ജത്തെ താപ ഊർജമാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത പ്രകടമാക്കുന്ന ഒരു പുതിയ മെറ്റീരിയൽ ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.
അദ്വിതീയമായ ജമന്തി പോലെയുള്ള കാർബൺ നാനോ ഘടനകളുള്ള മെറ്റീരിയലിന് ലഡാക്ക്, ഹിമാചൽ പ്രദേശ് തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന പ്രദേശങ്ങൾക്ക് വളരെയധികം സാധ്യതകളുണ്ട്.
അവിടെ വർഷത്തിൽ ഭൂരിഭാഗവും ധാരാളം സൂര്യപ്രകാശം ലഭിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇന്ത്യയിലെ സൗരോർജ്ജ-താപ ഊർജ്ജ വിപണിയെ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതും ഒരു ഘട്ടമാണ്. ചരിത്രത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും, ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ പരിസ്ഥിതിയിലും ജൈവവൈവിധ്യത്തിലും പ്രതികൂല പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ഹരിതഗൃഹ വാതക ഉദ്‌വമനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തുകൊണ്ട് മനുഷ്യന്റെ താപ ഊർജ്ജ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നു.
അടുത്തിടെ സൂര്യനിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് പ്രകാശം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുകയും താപ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ടെങ്കിലും, സൂര്യൻ വികിരണം ചെയ്യുന്ന മൊത്തം താപ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒരു ചെറിയ ശതമാനം മാത്രമേ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുള്ളൂവെന്ന് ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക മന്ത്രാലയം പറയുന്നു.
ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിൽ (ഐഐടി) രൂപകല്പന ചെയ്ത പുതിയ മെറ്റീരിയൽ ആഗിരണം ചെയ്യാനും സംഭരിക്കാനും കഴിയുന്ന താപത്തിന്റെ അളവിൽ ഒരു വഴിത്തിരിവ് ഉണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്. നാനോ സ്ട്രക്ചേർഡ് ഹാർഡ്-കാർബൺ ഫ്ലോററ്റുകൾ (NCF) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന മെറ്റീരിയൽ സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന ദക്ഷത 87 ശതമാനം കാണിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് ഇതുവരെയുള്ള ഏറ്റവും ഉയർന്നതാണ്, മന്ത്രാലയം അവകാശപ്പെട്ടു.
ഇത് സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ അൾട്രാവയലറ്റ്, ദൃശ്യ, ഇൻഫ്രാറെഡ് ഘടകങ്ങളുടെ 97 ശതമാനത്തിലധികം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും പ്രായോഗിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി വായുവിലേക്കോ വെള്ളത്തിലേക്കോ ഫലപ്രദമായി കൈമാറ്റം ചെയ്യാവുന്ന താപ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു.
NCF-കൾ സാധാരണ നിലവിലുള്ള താപനിലയിൽ നിന്ന് 60 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ വായുവിനെ ചൂടാക്കുകയും അതുവഴി പുക രഹിത സ്പേസ്-ഹീറ്റിംഗ് സൊല്യൂഷനുകൾ നൽകുകയും ചെയ്യുമെന്ന് ഗവേഷകർ തെളിയിച്ചു. “ലേ, ലഡാക്ക് പോലുള്ള സമൃദ്ധമായ സൂര്യപ്രകാശം ലഭിക്കുന്ന തണുത്ത കാലാവസ്ഥയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഇടങ്ങൾ ചൂടാക്കുന്നതിന് ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും പ്രസക്തമാണ്,” ഐഐടിയിലെ പ്രൊഫ. സി. സുബ്രഹ്മണ്യം പറഞ്ഞു.
സോളാർ വാട്ടർ ഹീറ്ററുകളിൽ ഉള്ളത് പോലെ സോളാർ തെർമൽ കൺവെർട്ടറുകൾ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള പല സ്ഥലങ്ങളിലും ഇതിനകം ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്, എന്നാൽ അവയിൽ മിക്കതും ചെലവേറിയതും വലുതും പരിസ്ഥിതിക്ക് ഹാനികരവുമാണ്.
“സോളാർ-തെർമൽ പരിവർത്തനത്തിനുള്ള പരമ്പരാഗത കോട്ടിംഗുകളും മെറ്റീരിയലുകളും ക്രോമിയം അല്ലെങ്കിൽ നിക്കൽ ഫിലിമുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ആനോഡൈസ്ഡ് ക്രോമിയം ഒരു കനത്ത ലോഹവും പരിസ്ഥിതിക്ക് വിഷാംശമുള്ളതുമാണെങ്കിലും, ക്രോമിയം, നിക്കൽ ഫിലിമുകൾ 60-70 ശതമാനം വരെ സൗരോർജ്ജ-താപ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത കാണിക്കുന്നു,” പഠനത്തിന്റെ പ്രധാന രചയിതാവ് ഡോ. അനന്യ സാഹ് പറഞ്ഞു.
മറുവശത്ത്, NCF-കൾ പ്രധാനമായും കാർബൺ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അവ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ ചെലവുകുറഞ്ഞതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവും ഉപയോഗിക്കാൻ എളുപ്പവുമാണ്, അവർ കൂട്ടിച്ചേർത്തു.
സൂര്യപ്രകാശത്തെ താപമാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള അതിന്റെ ശ്രദ്ധേയമായ കാര്യക്ഷമതയ്‌ക്ക് പുറമെ, എൻ‌സി‌എഫുകളുടെ മറ്റൊരു നേട്ടം അവയുടെ പ്രോസസ്സബിലിറ്റിയിലാണ്. അവ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സാമഗ്രികൾ എളുപ്പത്തിൽ ലഭ്യമാണ്, സാങ്കേതികത എളുപ്പത്തിൽ അളക്കാവുന്നതുമാണ്, വലിയ തോതിലുള്ള നിർമ്മാണം വാണിജ്യപരമായി ചെലവുകുറഞ്ഞതാക്കുന്നു. ഒരിക്കൽ നിർമ്മിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, NCF-കൾ ഏതെങ്കിലും പ്രതലത്തിൽ സ്‌പ്രേ-പെയിന്റ് ചെയ്യാവുന്നതാണ്, ഒരു പ്രതലത്തിൽ പൊടി പൂശുന്നത് പോലെ, പ്രയോഗത്തിന്റെയും അറ്റകുറ്റപ്പണിയുടെയും ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നു.
കൂടാതെ, എൻ‌സി‌എഫുകൾ പൂശിയ പൊള്ളയായ ചെമ്പ് ട്യൂബുകൾക്ക് അവയിലൂടെ പ്രചരിക്കുന്ന വായു 70 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് ചൂടാക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷകർ തെളിയിച്ചു. 186 ശതമാനം കാര്യക്ഷമതയോടെ ശുദ്ധീകരണത്തിനായി ജലത്തെ നീരാവിയാക്കി മാറ്റാനുള്ള തങ്ങളുടെ കഴിവും അവർ അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് ഇതുവരെ രേഖപ്പെടുത്തിയതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ഉയർന്നതാണ്