द्वितीयक बैटरियों, जैसे लिथियम आयन बैटरियों, को संग्रहीत ऊर्जा समाप्त होने के बाद रिचार्ज करने की आवश्यकता होती है।जीवाश्म ईंधन पर हमारी निर्भरता को कम करने के लिए, वैज्ञानिक द्वितीयक बैटरियों को रिचार्ज करने के स्थायी तरीके तलाश रहे हैं।हाल ही में, अमर कुमार (टीआईएफआर हैदराबाद में टीएन नारायणन की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र) और उनके सहयोगियों ने प्रकाश संवेदनशील सामग्रियों के साथ एक कॉम्पैक्ट लिथियम आयन बैटरी को इकट्ठा किया है जिसे सीधे सौर ऊर्जा से रिचार्ज किया जा सकता है।
बैटरियों को रिचार्ज करने के लिए सौर ऊर्जा को प्रसारित करने के प्रारंभिक प्रयासों में फोटोवोल्टिक कोशिकाओं और बैटरियों को अलग-अलग संस्थाओं के रूप में उपयोग किया गया।सौर ऊर्जा को फोटोवोल्टिक कोशिकाओं द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप बैटरियों में रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत किया जाता है।इन बैटरियों में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जाता है।एक घटक से दूसरे घटक तक ऊर्जा के इस रिले से, उदाहरण के लिए, फोटोवोल्टिक सेल से बैटरी तक, ऊर्जा में कुछ हानि होती है।ऊर्जा हानि को रोकने के लिए, बैटरी के अंदर ही प्रकाश संवेदनशील घटकों के उपयोग की खोज की ओर बदलाव आया।बैटरी के भीतर प्रकाश संवेदनशील घटकों को एकीकृत करने में पर्याप्त प्रगति हुई है जिसके परिणामस्वरूप अधिक कॉम्पैक्ट सौर बैटरी का निर्माण हुआ है।
हालाँकि डिज़ाइन में सुधार हुआ है, मौजूदा सौर बैटरियों में अभी भी कुछ कमियाँ हैं।विभिन्न प्रकार की सौर बैटरियों से जुड़े इन नुकसानों में से कुछ में शामिल हैं: पर्याप्त सौर ऊर्जा का दोहन करने की क्षमता में कमी, कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग जो बैटरी के अंदर प्रकाश संवेदनशील कार्बनिक घटक को खराब कर सकता है, और साइड उत्पादों का निर्माण जो बैटरी के निरंतर प्रदर्शन में बाधा डालते हैं। दीर्घकालिक।
इस अध्ययन में, अमर कुमार ने नई प्रकाश-संवेदनशील सामग्रियों का पता लगाने का निर्णय लिया, जिसमें लिथियम भी शामिल हो सकता है और एक सौर बैटरी का निर्माण किया जा सकता है जो रिसाव-रोधी होगी और परिवेशी परिस्थितियों में कुशलतापूर्वक संचालित होगी।जिन सौर बैटरियों में दो इलेक्ट्रोड होते हैं, उनमें आमतौर पर एक इलेक्ट्रोड में एक फोटोसेंसिटिव डाई को एक स्थिर घटक के साथ भौतिक रूप से मिलाया जाता है जो बैटरी के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को चलाने में मदद करता है।एक इलेक्ट्रोड जो दो सामग्रियों का भौतिक मिश्रण है, उसमें इलेक्ट्रोड के सतह क्षेत्र के इष्टतम उपयोग की सीमाएं होती हैं।इससे बचने के लिए, टीएन नारायणन के समूह के शोधकर्ताओं ने एकल इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करने के लिए प्रकाश संवेदनशील MoS2 (मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड) और MoOx (मोलिब्डेनम ऑक्साइड) का एक हेटरोस्ट्रक्चर बनाया।एक हेटरोस्ट्रक्चर होने के नाते जिसमें MoS2 और MoOx को रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक द्वारा एक साथ जोड़ा गया है, यह इलेक्ट्रोड सौर ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए अधिक सतह क्षेत्र की अनुमति देता है।जब प्रकाश किरणें इलेक्ट्रोड से टकराती हैं, तो प्रकाश संवेदनशील MoS2 इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करता है और साथ ही रिक्त स्थान बनाता है जिन्हें छेद कहा जाता है।MoOx इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को अलग रखता है, और इलेक्ट्रॉनों को बैटरी सर्किट में स्थानांतरित करता है।
यह सौर बैटरी, जिसे पूरी तरह से खरोंच से इकट्ठा किया गया था, नकली सौर प्रकाश के संपर्क में आने पर अच्छी तरह से काम करती पाई गई।इस बैटरी में प्रयुक्त हेटरोस्ट्रक्चर इलेक्ट्रोड की संरचना का ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ भी बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है।अध्ययन के लेखक वर्तमान में उस तंत्र का पता लगाने की दिशा में काम कर रहे हैं जिसके द्वारा MoS2 और MoOx लिथियम एनोड के साथ मिलकर काम करते हैं जिसके परिणामस्वरूप करंट उत्पन्न होता है।हालाँकि यह सौर बैटरी प्रकाश के साथ प्रकाश-संवेदनशील सामग्री की उच्च अंतःक्रिया प्राप्त करती है, लेकिन लिथियम आयन बैटरी को पूरी तरह से रिचार्ज करने के लिए करंट के इष्टतम स्तर का उत्पादन अभी तक हासिल नहीं किया जा सका है।इस लक्ष्य को ध्यान में रखते हुए, टीएन नारायणन की प्रयोगशाला यह पता लगा रही है कि इस तरह के हेटरोस्ट्रक्चर इलेक्ट्रोड वर्तमान सौर बैटरी की चुनौतियों का समाधान करने का मार्ग कैसे प्रशस्त कर सकते हैं।
पोस्ट समय: मई-11-2022