भारत में शोधकर्ताओं ने एक किफायती और उच्च-प्रदर्शन वाली तापीय ऊर्जा भंडारण सामग्री विकसित की है जो केंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्रों और औद्योगिक अपशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति प्रणालियों में उपयोग की जाने वाली तापीय बैटरियों की दक्षता में उल्लेखनीय सुधार कर सकती है।
यह सफलता विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के अधीन एक स्वायत्त संस्था, इंटरनेशनल एडवांस्ड रिसर्च सेंटर फॉर पाउडर मेटलर्जी एंड न्यू मैटेरियल्स (एआरसीआई) के वैज्ञानिकों द्वारा हासिल की गई है।
नवीकरणीय ऊर्जा का दोहन करने और औद्योगिक अपशिष्ट ऊष्मा को पुनः प्राप्त करने में तापीय ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। विश्व भर के वैज्ञानिक ऐसी प्रणालियों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उच्च ताप भंडारण क्षमता, बेहतर तापीय चालकता और उन्नत परिचालन तापमान सीमा वाली सामग्री विकसित करने पर काम कर रहे हैं।
डॉ. मणि कार्तिक के नेतृत्व में एआरसीआई अनुसंधान टीम ने उल्लेखनीय रूप से बढ़ी हुई तापीय भंडारण क्षमता वाले स्पिनेल नैनो कम्पोजिट फेज चेंज मटेरियल (पीसीएम) के उत्पादन के लिए एक स्केलेबल और किफायती प्रक्रिया विकसित की है।
इस प्रक्रिया में नियंत्रित कण आकार वाले स्पिनेल-प्रकार के धातु ऑक्साइड नैनोकणों के उत्पादन के लिए एक सरल सह-अवक्षेपण विधि का उपयोग किया जाता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, इन नैनोकणों ने उत्कृष्ट तापीय स्थिरता और एकसमान फैलाव प्रदर्शित किया, जो उन्हें उन्नत तापीय बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
अध्ययन में पाया गया कि चरण परिवर्तन सामग्री में केवल 1 प्रतिशत स्पिनेल ऑक्साइड नैनोकणों को जोड़ने से इसकी विशिष्ट ताप क्षमता - ऊष्मीय ऊर्जा को संग्रहित करने की क्षमता - नैनोकंपोजिट के बिना पारंपरिक पीसीएम की तुलना में 45 प्रतिशत तक बढ़ जाती है।
शोधकर्ताओं ने बताया कि नैनोकण विशिष्ट सतह क्षेत्र को बढ़ाकर और इंटरफ़ेस पर एक स्थिर स्पिनेल ऑक्साइड परत बनाकर सामग्री के तापीय गुणों में सुधार करते हैं। इससे सतह ऊर्जा बढ़ती है और ऊष्मा भंडारण क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
भंडारण क्षमता में वृद्धि का अर्थ है कि थर्मल ऊर्जा प्रणालियाँ छोटे भंडारण टैंकों का उपयोग कर सकती हैं, जिससे निर्माण सामग्री की आवश्यकता कम हो जाती है और पूंजीगत और परिचालन लागत दोनों कम हो जाती हैं।
वैज्ञानिकों ने कहा कि यह नवाचार अगली पीढ़ी के स्वच्छ ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए कॉम्पैक्ट, उच्च-प्रदर्शन और किफायती थर्मल ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का मार्ग प्रशस्त कर सकता है।
यह शोध मैटेरियल्स टुडे केमिस्ट्री नामक पत्रिका में प्रकाशित हुआ है और उन्नत ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों में स्वदेशी विशेषज्ञता को मजबूत करके भारत के स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों और आत्मनिर्भर भारत की परिकल्पना के अनुरूप है।
