छोटे उपकरणों को बिजली देने के लिए अपशिष्ट ताप का दोहन

वैज्ञानिकों ने 'असामान्य नेर्नस्ट प्रभाव (एएनई)' पर आधारित थर्मो-इलेक्ट्रिक जनरेटरों में उपयोग के लिए एक उपयुक्त सामग्री विकसित की है, जो वोल्टेज उत्पादन क्षमता को कई गुना बढ़ा देती है। इन उपकरणों को लचीले आकार और साइज़ में आसानी से पहना जा सकता है, जिससे छोटे गैजेट्स को बिजली मिल सकती है और इस प्रकार ये बैटरी का विकल्प बन जाते हैं ।

थर्मो-इलेक्ट्रिक प्रभाव में ऊष्मा ऊर्जा और बिजली का अंतर-रूपांतरण होता है; सीबेक प्रभाव कहा जाता है, जब गर्मी को दो भिन्न धातुओं के जंक्शन पर विद्युत क्षमता में परिवर्तित किया जाता है और इसके विपरीत को पेल्टियर प्रभाव कहा जाता है, अर्थात विद्युत क्षमता का ताप उत्पन्न करने के लिए रूपांतरण।

गर्मी प्रचुर मात्रा में होती है, और कभी-कभी बेकार चली जाती है, जिसे बिजली के उपकरणों के लिए काटा जा सकता है। गर्मी की कटाई के लिए व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य तकनीक विकसित करने के लिए अतीत में बहुत सारे प्रयास किए गए हैं। सीबेक प्रभाव पर आधारित कई सीमाओं के कारण दिन के उजाले को नहीं देख सका।

एक कम ज्ञात घटना जिसे असामान्य नर्नस्ट प्रभाव (एएनई) कहा जाता है , यानी चुंबकीय पदार्थ में तापमान प्रवणता लागू करने से ऊष्मा प्रवाह के लंबवत विद्युत वोल्टेज उत्पन्न होता है, और अतीत में इसका उपयोग ऊष्मा संचयन और उसे विद्युत में परिवर्तित करने के लिए भी किया गया है। हालांकि, उपयुक्त गैर-विषाक्त, आसानी से उपलब्ध और सस्ते पदार्थों की कमी के कारण इसकी क्षमता सीमित रही है।

सही सामग्री की खोज अब पूरी हो गई लगती है! शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक ऐसी मिश्र धातु बनाने की सूचना दी है जो विषैली नहीं है, आसानी से उपलब्ध है, सस्ती है और इतनी लचीली है कि इसे आवश्यकतानुसार पतली फिल्मों में ढाला जा सकता है। डोपिंग की प्रक्रिया का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने Fe3Al या FE3Ga (75% लोहा और 25% एल्यूमीनियम या गैलियम) बनाया। इस सामग्री का उपयोग करने पर, उत्पन्न वोल्टेज 20 गुना बढ़ गया।

यह नव विकसित सामग्री बहुत ही आशाजनक प्रतीत होती है और इसका उपयोग पतली और लचीली सामग्री को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है जो अपशिष्ट ऊष्मा को कुशलतापूर्वक एकत्रित करके विद्युत वोल्टेज में परिवर्तित करने में सक्षम हो, जो छोटे उपकरणों को बिजली देने के लिए पर्याप्त हो ।

इस सामग्री की खोज जो गुणों के मामले में बिल्कुल सही है, उच्च गति, स्वचालित संख्यात्मक कम्प्यूटेशनल प्रौद्योगिकियों की उपलब्धता के कारण संभव हो सकती है, जो 'पुनरावृत्ति' और 'शोधन' पर आधारित सामग्री विकास की पूर्ववर्ती पद्धति की सीमाओं को प्रभावी ढंग से पार कर रही है। .

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सूत्रों का कहना है:

1. टोक्यो विश्वविद्यालय, 2020. प्रेस विज्ञप्ति। छोटे उपकरणों को शक्ति प्रदान करने के लिए प्रचुर मात्रा में उपलब्ध तत्व। लोहे पर आधारित एक पतला जनरेटर अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करके थोड़ी मात्रा में बिजली प्रदान करता है। 28 अप्रैल, 2020 को प्रकाशित। ऑनलाइन उपलब्ध: https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html 8 मई, 2020 को देखा गया।

2. सकाई, ए., मिनामी, एस., कोरेत्सुने, टी. एट अल. अनुप्रस्थ ऊष्माविद्युत रूपांतरण के लिए लौह-आधारित द्विआधारी फेरोमैग्नेट। नेचर 581, 53–57 (2020)। डीओआई: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z

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