अर्को पुस्ताको सौर्य शक्तिबाट चल्ने ब्याट्रीहरूको इन्जिनियरिङ

सेकेन्डरी ब्याट्रीहरू, जस्तै लिथियम आयन ब्याट्रीहरू, भण्डारण गरिएको ऊर्जा प्रयोग भएपछि रिचार्ज गर्न आवश्यक छ।जीवाश्म ईन्धनमा हाम्रो निर्भरता कम गर्ने प्रयासमा, वैज्ञानिकहरूले माध्यमिक ब्याट्रीहरू रिचार्ज गर्ने दिगो तरिकाहरू खोजिरहेका छन्।भर्खरै, अमर कुमार (TIFR हैदराबादमा TN नारायणनको प्रयोगशालामा स्नातक विद्यार्थी) र उनका सहकर्मीहरूले फोटोसेन्सिटिभ सामग्रीहरू सहितको कम्प्याक्ट लिथियम आयन ब्याट्रीलाई एसेम्बल गरेका छन् जुन प्रत्यक्ष रूपमा सौर्य ऊर्जाबाट रिचार्ज गर्न सकिन्छ।

ब्याट्री रिचार्ज गर्न सौर्य ऊर्जा च्यानल गर्ने प्रारम्भिक प्रयासहरूले फोटोभोल्टिक कोशिकाहरू र ब्याट्रीहरूलाई छुट्टै संस्थाहरूको रूपमा प्रयोग गर्यो।सौर्य ऊर्जालाई फोटोभोल्टिक सेलहरूद्वारा विद्युतीय ऊर्जामा रूपान्तरण गरिन्छ जुन फलस्वरूप ब्याट्रीहरूमा रासायनिक ऊर्जाको रूपमा भण्डारण गरिन्छ।यी ब्याट्रीहरूमा भण्डारण गरिएको ऊर्जा त्यसपछि इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू पावर गर्न प्रयोग गरिन्छ।एक कम्पोनेन्टबाट अर्को कम्पोनेन्टमा ऊर्जाको यो रिले, उदाहरणका लागि, फोटोभोल्टिक सेलबाट ब्याट्रीमा, ऊर्जामा केही नोक्सान हुन्छ।ऊर्जाको हानि रोक्नको लागि, ब्याट्री भित्रै फोटोसेन्सिटिभ कम्पोनेन्टहरूको प्रयोगको अन्वेषण गर्ने दिशामा परिवर्तन भयो।ब्याट्री भित्र फोटोसेन्सिटिभ कम्पोनेन्टहरू एकीकृत गर्नमा पर्याप्त प्रगति भएको छ जसले गर्दा थप कम्प्याक्ट सोलार ब्याट्रीहरू निर्माण हुन्छ।

यद्यपि डिजाइनमा सुधार गरिएको छ, विद्यमान सौर्य ब्याट्रीहरूमा अझै पनि केही कमजोरीहरू छन्।विभिन्न प्रकारका सौर्य ब्याट्रीहरूसँग सम्बन्धित यी केही बेफाइदाहरू समावेश छन्: पर्याप्त सौर्य ऊर्जा प्रयोग गर्ने क्षमतामा कमी, ब्याट्री भित्रको फोटोसेन्सिटिभ अर्गानिक कम्पोनेन्टलाई क्षरण गर्न सक्ने जैविक इलेक्ट्रोलाइटको प्रयोग, र ब्याट्रीको दिगो कार्यसम्पादनमा बाधा पुर्‍याउने साइड उत्पादनहरूको गठन। लामो अवधि।

यस अध्ययनमा, अमर कुमारले नयाँ फोटोसेन्सिटिभ सामग्रीहरू अन्वेषण गर्ने निर्णय गरे जसले लिथियम पनि समावेश गर्न सक्छ र सौर्य ब्याट्री निर्माण गर्न सक्छ जुन चुहावट-प्रुफ हुनेछ र वातावरणीय अवस्थामा कुशलतापूर्वक सञ्चालन हुनेछ।सौर्य ब्याट्रीहरू जसमा दुई इलेक्ट्रोडहरू हुन्छन् सामान्यतया एक इलेक्ट्रोडमा फोटोसेन्सिटिभ डाई समावेश गर्दछ भौतिक रूपमा स्थिर कम्पोनेन्टसँग मिसाइन्छ जसले ब्याट्री मार्फत इलेक्ट्रोनहरूको प्रवाहलाई ड्राइभ गर्न मद्दत गर्दछ।एक इलेक्ट्रोड जुन दुई सामग्रीको भौतिक मिश्रण हो, इलेक्ट्रोडको सतह क्षेत्रको इष्टतम प्रयोगमा सीमितताहरू छन्।यसबाट बच्नको लागि, TN नारायणनको समूहका अनुसन्धानकर्ताहरूले एकल इलेक्ट्रोडको रूपमा काम गर्न फोटोसेन्सिटिभ MoS2 (molybdenum disulphide) र MoOx (molybdenum oxide) को हेटेरोस्ट्रक्चर बनाए।हेटेरोस्ट्रक्चर भएकोले जहाँ MoS2 र MoOx लाई रासायनिक वाष्प निक्षेप प्रविधीद्वारा सँगै फ्यूज गरिएको छ, यो इलेक्ट्रोडले अधिक सतह क्षेत्रलाई सौर्य ऊर्जा अवशोषित गर्न अनुमति दिन्छ।जब प्रकाश किरणहरूले इलेक्ट्रोडमा हिट गर्दछ, फोटोसेन्सिटिभ MoS2 ले इलेक्ट्रोनहरू उत्पन्न गर्दछ र एकै साथ खाली ठाउँहरू सिर्जना गर्दछ जसलाई होल भनिन्छ।MoOx ले इलेक्ट्रोन र प्वालहरूलाई अलग राख्छ, र इलेक्ट्रोनहरूलाई ब्याट्री सर्किटमा स्थानान्तरण गर्दछ।

यो सौर्य ब्याट्री, जुन स्क्र्याचबाट पूर्ण रूपमा जम्मा गरिएको थियो, सिमुलेटेड सौर्य प्रकाशको सम्पर्कमा आउँदा राम्रोसँग काम गर्न पाइयो।यस ब्याट्रीमा प्रयोग गरिएको हेटेरोस्ट्रक्चर इलेक्ट्रोडको संरचनालाई ट्रान्समिशन इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपको साथ पनि व्यापक रूपमा अध्ययन गरिएको छ।अध्ययनका लेखकहरू हाल MoS2 र MoOx ले लिथियम एनोडसँग मिलाएर करेन्टको उत्पादन गर्ने मेकानिजम पत्ता लगाउने दिशामा काम गरिरहेका छन्।यो सौर्य ब्याट्रीले प्रकाशसँग फोटोसेन्सिटिभ सामग्रीको उच्च अन्तरक्रिया हासिल गर्छ भने, यसले लिथियम आयन ब्याट्रीलाई पूर्ण रूपमा रिचार्ज गर्नको लागि इष्टतम स्तरको वर्तमान उत्पादन हासिल गर्न बाँकी छ।यो लक्ष्यलाई ध्यानमा राखेर, TN नारायणनको प्रयोगशालाले त्यस्ता हेट्रोस्ट्रक्चर इलेक्ट्रोडहरूले वर्तमान दिनका सौर्य ब्याट्रीहरूको चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्न कसरी मार्ग प्रशस्त गर्न सक्छ भनेर अन्वेषण गरिरहेको छ।