આપણે જાણીએ છીએ કે આજે સર્જનાત્મકતા ઊર્જા મેળવવાની નવી રીતોના નિર્માણમાં મૂળભૂત ભૂમિકા ભજવે છે. આ કિસ્સામાં, વૈજ્ઞાનિકો તે હોઈ શકે છે કે કેમ તેની તપાસ કરી રહ્યા છે બરફથી વીજળી ઉત્પન્ન કરો. શિયાળાની પરિસ્થિતિઓમાં જ્યાં ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યાં બરફના સંચયને કારણે ગૂંચવણો થઈ શકે છે. જો કે, સંશોધકોના જૂથે એક ઉપકરણ વિકસાવ્યું છે જે બરફમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે, એક નવીનતા જે ઠંડા વિસ્તારોમાં ખૂબ ઉપયોગી થઈ શકે છે.
બરફથી વીજળી ઉત્પન્ન કરો
યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા (યુસીએલએ) એ તેના પ્રકારનું પહેલું ઉપકરણ વિકસાવ્યું છે જે પડતી બરફનો લાભ લઈને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. આ ઉપકરણ આર્થિક અને અત્યંત અનુકૂલનક્ષમ હોવા માટે બહાર આવે છે, કારણ કે તે પાતળું, લવચીક અને પ્લાસ્ટિક શીટ જેવું લાગે છે. અભ્યાસના મુખ્ય લેખક અને UCLA ખાતે મટિરિયલ સાયન્સના પ્રોફેસર રિચાર્ડ કેનરના જણાવ્યા અનુસાર, આ ઉપકરણ ત્યારથી દૂરના વિસ્તારોમાં કામ કરી શકે છે. બેટરીની જરૂર વગર પોતાની ઉર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.
ઉપકરણને નામ આપવામાં આવ્યું છે બરફ આધારિત ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક નેનોજનરેટર (અથવા TENG), અને સ્થિર વીજળી દ્વારા વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. બરફ અને અમુક સામગ્રી વચ્ચેના ઈલેક્ટ્રોનના વિનિમયનો લાભ લઈને, વિદ્યુત ચાર્જ ઉત્પન્ન થાય છે જે ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે કેપ્ચર કરી શકાય છે. આ બરફ હકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે અને જ્યારે તે સિલિકોન સાથે સંપર્કમાં આવે છે, જેનો નકારાત્મક ચાર્જ હોય છે, ત્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
બરફ કેવી રીતે વીજળી પેદા કરી શકે છે?
UCLA ખાતે રસાયણશાસ્ત્ર અને બાયોકેમિસ્ટ્રીના સંશોધન સહાયક પ્રોફેસર મહેર અલ-કેડીએ સમજાવ્યું કે તેમનો અભ્યાસ સિલિકોનનો ઉપયોગ કરીને બરફમાંથી વિદ્યુત ચાર્જ કેવી રીતે કાઢવો તેના પર કેન્દ્રિત છે. ટેફલોન અને એલ્યુમિનિયમ જેવી ઘણી સામગ્રીની સરખામણી કર્યા પછી, તેઓએ નક્કી કર્યું કે આ પ્રક્રિયા માટે સિલિકોન સૌથી અસરકારક છે.
શિયાળા દરમિયાન, નજીક પૃથ્વીની સપાટીનો 30% હિસ્સો બરફથી ઢંકાયેલો છે, જે સોલાર પેનલ્સ માટે એક પડકાર રજૂ કરે છે જે બરફના પ્રવાહ હેઠળ તેમની કાર્યક્ષમતા ગુમાવે છે. નવી TENG ટેક્નોલોજીને સોલાર પેનલ્સમાં એકીકૃત કરી શકાય છે, જે તેમને શિયાળાની સ્થિતિમાં પણ વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
આ ઉપકરણમાં એપ્લિકેશન પણ છે શિયાળુ રમતોત્સવ. તેને સ્કીસ અથવા બૂટ જેવા સાધનો સાથે જોડીને, તમે શારીરિક પ્રવૃત્તિને સચોટ રીતે ટ્રૅક કરી શકો છો, ચાલવા અથવા દોડવા જેવી પ્રવૃત્તિઓ દરમિયાન હલનચલન પેટર્ન જેવી વિગતોનું નિરીક્ષણ કરી શકો છો.
વધારાની તપાસ
જાપાનમાં, UCLA માં પ્રગતિ ઉપરાંત, ટોક્યો યુનિવર્સિટી ઓફ ઇલેક્ટ્રોનિક્સના સંશોધકો સ્ટાર્ટઅપ TI ફોર્ટ સાથે મળીને અન્ય અભિગમ સાથે પ્રયોગ કરી રહ્યા છે. બરફમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરો. આ સંશોધનનો ઉપયોગ કરે છે તાપમાન તફાવત બરફ અને આસપાસની હવા વચ્ચે. પ્રયોગમાં, બરફને ત્યજી દેવાયેલા સ્વિમિંગ પૂલમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે અને હીટ પાઇપ્સ બરફમાંથી ગરમીને ટર્બાઇનમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, જે સોલાર પેનલ્સની જેમ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ શિયાળા માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવે છે.
ઉત્પન્ન થતી ઉર્જા તાપમાનના મોટા તફાવત પર આધાર રાખે છે, જે લોજિસ્ટિકલ પડકારો ઉભી કરે છે, પરંતુ ટીમ માને છે કે સિસ્ટમની કાર્યક્ષમતા સોલાર પેનલ જેટલી ઊંચી હોઈ શકે છે.
ઊર્જા સ્ત્રોત તરીકે બરફ માટે અન્ય તકો
જ્યારે વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે બરફનો ઉપયોગ કરવાનું સંશોધન તેના પ્રારંભિક તબક્કામાં છે, પરિણામો આશાસ્પદ છે. ઉદાહરણ તરીકે, જાપાનનું શહેર ઓમોરી, દર વર્ષે 8 મીટરથી વધુ બરફ મેળવે છે અને આ અભિગમને સામેલ કરવા માટે એક પ્રોજેક્ટ શરૂ કર્યો છે. પ્રારંભિક પરીક્ષણો દર્શાવે છે કે બરફ અને ગરમીના પાઈપોનું સંયોજન નવીનીકરણીય વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની અન્ય પદ્ધતિઓ જેટલું કાર્યક્ષમ હોઈ શકે છે.
વધુમાં, જાપાન જેવા દેશોમાં, ભારે હિમવર્ષાવાળા વિસ્તારોમાં આ સિસ્ટમોથી ઘણો ફાયદો થઈ શકે છે. જો કે, આ પ્રક્રિયાને સ્કેલેબલ બનાવવા માટે, તે જરૂરી છે મોટા પ્રમાણમાં બરફનો સંગ્રહ કરો અને ગરમ હવાનો સતત પુરવઠો જાળવી રાખવો, જે વધારાના પડકારો ઉભો કરે છે.
સંશોધકોએ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે બરફના ઉપયોગનું અન્વેષણ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું છે, કારણ કે આ ટેક્નોલોજી કઠોર શિયાળો ધરાવતા પ્રદેશોમાં ઊર્જાના મિશ્રણમાં મૂલ્યવાન ઉમેરો કરી શકે છે, ટકાઉપણું સુધારી શકે છે.
બરફમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની શક્યતા ભવિષ્ય માટે એક નવીન અને ટકાઉ વિકલ્પ રજૂ કરે છે. જ્યારે હજુ પણ ટેક્નોલોજીકલ અને લોજિસ્ટિકલ પડકારોને પહોંચી વળવા માટે કામ બાકી છે, ત્યારે તાપમાનના તફાવતો પર આધારિત નેનોજનરેટર અને સિસ્ટમ્સ પર સંશોધન રિન્યુએબલ એનર્જીના ક્ષેત્રમાં ક્રાંતિકારી બની શકે છે.
જેમ જેમ અભ્યાસ પ્રગતિ કરે છે અને ઉપકરણો તેમની ઉત્પાદન ક્ષમતામાં સુધારો કરે છે, તેમ બરફનો લાભ લેવા માટે એક નવો દરવાજો ખુલશે ઊર્જાનો અખૂટ સ્ત્રોત. આ ફક્ત શિયાળામાં પીવી સિસ્ટમ્સની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકતું નથી, પરંતુ તે વિસ્તારોમાં જ્યાં બરફ વિપુલ પ્રમાણમાં સ્ત્રોત છે ત્યાં સ્વચ્છ ઉર્જા ઉકેલ પણ પ્રદાન કરે છે.