পাতার মতো ডিভাইস যা পানিতে ভাসতে যথেষ্ট হালকা, খোলা জলের উত্সে অবস্থিত সৌর খামার থেকে জ্বালানি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে - এমন একটি পথ যা আগে অন্বেষণ করা হয়নি, যুক্তরাজ্যের কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের মতে যারা তাদের বিকাশ. নতুন ডিভাইসগুলি পাতলা, নমনীয় সাবস্ট্রেট এবং পেরোভস্কাইট-ভিত্তিক আলো শোষণকারী স্তর থেকে তৈরি করা হয়েছে এবং পরীক্ষায় দেখা গেছে যে তারা ক্যাম নদীতে ভাসমান অবস্থায় হাইড্রোজেন বা সিঙ্গাস (হাইড্রোজেন এবং কার্বন মনোক্সাইডের মিশ্রণ) তৈরি করতে পারে।
এই ধরনের কৃত্রিম পাতা হল এক ধরনের ফটোইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সেল (পিইসি) যা সালোকসংশ্লেষণের কিছু দিক অনুকরণ করে সূর্যালোককে বৈদ্যুতিক শক্তি বা জ্বালানীতে রূপান্তরিত করে, যেমন জলকে এর উপাদান অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেনে বিভক্ত করা। এটি প্রচলিত ফটোভোলটাইক কোষ থেকে ভিন্ন, যা আলোকে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তর করে।
যেহেতু পিইসি কৃত্রিম পাতাগুলিতে একটি কমপ্যাক্ট ডিভাইসে হালকা সংগ্রহ এবং অনুঘটক উপাদান উভয়ই থাকে, তাই তারা নীতিগতভাবে সূর্যালোক থেকে সস্তায় এবং সহজভাবে জ্বালানী উত্পাদন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। সমস্যা হল যে তাদের তৈরির জন্য বর্তমান কৌশলগুলিকে ছোট করা যাবে না। আরো কি, তারা প্রায়ই ভঙ্গুর এবং ভারী বাল্ক উপকরণ গঠিত হয়, যা তাদের ব্যবহার সীমিত।
2019 সালে গবেষকদের একটি দল নেতৃত্বে এরউইন রেইসনার একটি কৃত্রিম পাতা তৈরি করেছে যা সূর্যের আলো, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জল থেকে সিঙ্গাস তৈরি করে। এই ডিভাইসটিতে দুটি আলোক শোষক এবং অনুঘটক রয়েছে, তবে এটি আর্দ্রতা থেকে রক্ষা করার জন্য একটি পুরু কাচের স্তর এবং আবরণও অন্তর্ভুক্ত করেছে, যা এটিকে কষ্টকর করে তুলেছে।
নতুন, লাইটওয়েট সংস্করণ
নতুন, হালকা সংস্করণ তৈরি করতে, রেইসনার এবং সহকর্মীদের বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জ অতিক্রম করতে হয়েছিল। প্রথমটি ছিল আলোক শোষক এবং অনুঘটকগুলিকে জলের অনুপ্রবেশের বিরুদ্ধে প্রতিরোধী সাবস্ট্রেটগুলিতে একীভূত করা। এটি করার জন্য, তারা একটি পাতলা-ফিল্ম মেটাল অক্সাইড, বিসমাথ ভ্যানাডেট (BiVO) বেছে নিয়েছিল4), এবং ফটোঅ্যাকটিভ সেমিকন্ডাক্টর যা সীসা হ্যালাইড পেরোভস্কাইট নামে পরিচিত, যা নমনীয় প্লাস্টিক এবং ধাতব ফয়েলের উপর লেপা হতে পারে। তারপরে তারা মাইক্রোন-পুরু জল-বিরক্তিকর পলিথিন টেরেফথালেট দিয়ে ডিভাইসগুলিকে ঢেকে দেয়। ফলাফলটি এমন একটি কাঠামো যা কাজ করে এবং একটি বাস্তব পাতার মতো দেখায়।
"আমরা আলো শোষকগুলিকে ডিভাইসের কেন্দ্রে রেখেছিলাম, তাদের জল থেকে রক্ষা করার জন্য," রেইসনার ব্যাখ্যা করেন। "বিশেষ করে আর্দ্রতা-সংবেদনশীল পেরোভস্কাইট সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছিন্ন করা প্রয়োজন।"
অনুঘটকগুলি ডিভাইসের উভয় পাশে জমা হয়। পেরোভস্কাইটস এবং বিভিও4 সৌর বিকিরণ সংগ্রহ করে, কিন্তু ফটোভোলটাইক প্যানেলের মতো বিদ্যুৎ উৎপাদন করার পরিবর্তে, তারা অনুঘটকের সহায়তায় একটি রাসায়নিক বিক্রিয়াকে শক্তি দেওয়ার জন্য কাটা শক্তি ব্যবহার করে। "এটি আমাদেরকে মূলত একটি সৌর প্যানেলে রসায়ন চালাতে দেয় - আমাদের ক্ষেত্রে, গ্রিনহাউস গ্যাস কার্বন ডাই অক্সাইডকে জলের সাথে রূপান্তর করে সিঙ্গাস তৈরি করে, একটি গুরুত্বপূর্ণ শিল্প শক্তি বাহক," রেইসনার বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.
গবেষকরা কেমব্রিজের ক্যাম নদীতে ভাসমান তাদের পাতাগুলি পরীক্ষা করেছেন এবং দেখতে পেয়েছেন যে তারা প্রাকৃতিক উদ্ভিদের পাতার মতো দক্ষতার সাথে সূর্যালোককে জ্বালানীতে রূপান্তর করে। প্রকৃতপক্ষে, একটি প্ল্যাটিনাম অনুঘটক ধারণকারী একটি ডিভাইস 4,266 এর কার্যকলাপ অর্জন করেছে μmol H2 g-1 h-1.
জ্বালানী সংশ্লেষণের জন্য খামার
“সৌর খামার বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে; আমরা জ্বালানী সংশ্লেষণের জন্য অনুরূপ খামার কল্পনা করি,” বলেছেন দলের সদস্য ভার্জিল আন্দ্রেই. "এগুলি উপকূলীয় জনবসতি, দূরবর্তী দ্বীপ, শিল্প পুকুর, বা সেচ খাল থেকে জল বাষ্পীভবন এড়াতে পারে।"
কনিফার পাতা দ্বারা অনুপ্রাণিত পৃষ্ঠে তরল প্রবাহ পরিচালিত হয়
"সৌর জ্বালানী প্রযুক্তি সহ অনেক পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি প্রযুক্তি, জমিতে প্রচুর পরিমাণে স্থান নিতে পারে, তাই উন্মুক্ত জলে উত্পাদন সরানোর অর্থ হবে যে পরিষ্কার শক্তি এবং ভূমি ব্যবহার একে অপরের সাথে প্রতিযোগিতা করছে না," রেইসনার যোগ করেন। "তাত্ত্বিকভাবে, আপনি এই ডিভাইসগুলি রোল আপ করতে পারেন এবং এগুলিকে প্রায় যে কোনও দেশে, প্রায় যে কোনও দেশে রাখতে পারেন, যা শক্তি সুরক্ষায়ও সহায়তা করবে।"
গবেষকরা বলছেন যে তারা এখন তাদের ডিভাইসের দক্ষতা এবং স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি এবং উন্নত করার জন্য কাজ করবে। "আমাদের দল কৃত্রিম পাতার রসায়নের সুযোগকে প্রশস্ত করার জন্য নতুন অনুঘটকগুলিও অধ্যয়ন করছে যাতে আমাদের প্রচুর ফিডস্টক এবং আদর্শভাবে, দীর্ঘমেয়াদে চাহিদা অনুযায়ী বিভিন্ন রাসায়নিক থেকে অন্যান্য পণ্য তৈরি করার অনুমতি দেওয়া হয়," রেইসনার বলেছেন।
বর্তমান গবেষণায় বিস্তারিত বলা হয়েছে প্রকৃতি.
