लहान उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी कचरा उष्णता वापरणे

शास्त्रज्ञांनी थर्मो-इलेक्ट्रिक जनरेटरमध्ये वापरण्यासाठी 'अनोमॉलस नर्न्स्ट इफेक्ट (ANE)' वर आधारित एक योग्य सामग्री विकसित केली आहे जी व्होल्टेज जनरेटिंग कार्यक्षमता अनेक पटींनी वाढवते. लहान गॅझेटला उर्जा देण्यासाठी ही उपकरणे लवचिक आकार आणि आकारात आरामात परिधान केली जाऊ शकतात, अशा प्रकारे बैटरी.

थर्मो-इलेक्ट्रिक प्रभावामध्ये उष्णता ऊर्जा आणि विजेचे आंतर-रूपांतर होते; याला सीबेक इफेक्ट म्हणतात, जेव्हा उष्णतेचे दोन भिन्न धातूंच्या जंक्शनवर विद्युत संभाव्यतेमध्ये रूपांतर होते आणि उलट त्याला पेल्टियर प्रभाव म्हणतात, म्हणजे विद्युत संभाव्यतेचे उष्णतेच्या निर्मितीमध्ये रूपांतरण.

उष्णता मुबलक प्रमाणात असते आणि काही वेळा वाया जाते, ज्याची कापणी विद्युत उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी केली जाऊ शकते. उष्णतेची कापणी करण्यासाठी व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य तंत्रज्ञान विकसित करण्यासाठी यापूर्वी बरेच प्रयत्न झाले आहेत. सीबेक प्रभावावर आधारित अनेक मर्यादांमुळे दिवसाचा प्रकाश दिसू शकला नाही.

एक कमी ज्ञात इंद्रियगोचर म्हणतात विसंगत नर्न्स्ट इफेक्ट (ANE), म्हणजे चुंबकीय सामग्रीमध्ये तापमान ग्रेडियंटचा वापर उष्णतेच्या प्रवाहासाठी लंब विद्युत व्होल्टेज तयार करतो आणि भूतकाळात उष्णता काढण्यासाठी आणि त्याचे विजेमध्ये रूपांतर करण्यासाठी देखील लागू केले गेले आहे. तथापि, योग्य गैर-विषारी, सहज उपलब्ध आणि स्वस्त सामग्रीच्या अभावामुळे त्याची क्षमता मर्यादित आहे.

या योग्य सामग्रीचा शोध आता संपला आहे असे दिसते! संशोधकांनी अलीकडेच एक मिश्रधातू बनवण्याचा अहवाल दिला आहे जो गैर-विषारी, सहज उपलब्ध, स्वस्त आणि आवश्यकतेनुसार पातळ फिल्म बनवता येण्यासारखा आहे. डोपिंग प्रक्रियेचा वापर करून, संशोधकांनी केले Fe3Al किंवा FE3Ga (75% लोह आणि 25% अॅल्युमिनियम किंवा गॅलियम). जेव्हा ही सामग्री वापरली गेली तेव्हा व्युत्पन्न व्होल्टेज 20 पट वाढले.

ही नवीन विकसित केलेली सामग्री खूपच आशादायक दिसते आणि ती कापणी करण्यास सक्षम पातळ आणि लवचिक सामग्री डिझाइन करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. उष्णता वाया घालवणे कार्यक्षमतेने इलेक्ट्रिक व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी, पुरेसे पॉवर लहान उपकरणे.

गुणधर्मांच्या दृष्टीने अगदी योग्य असलेल्या या सामग्रीचा शोध, हाय-स्पीड, स्वयंचलित संख्यात्मक संगणकीय तंत्रज्ञानाच्या उपलब्धतेमुळे शक्य होऊ शकतो, 'पुनरावृत्ती' आणि 'परिष्करण' यावर आधारित भौतिक विकासाच्या पूर्वीच्या पद्धतीच्या मर्यादांवर प्रभावीपणे मात करून. .

***

स्रोत:

1. टोकियो विद्यापीठ 2020. प्रेस रिलीज. लहान उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी मुबलक घटक. एक पातळ, लोखंडावर आधारित जनरेटर कमी प्रमाणात उर्जा प्रदान करण्यासाठी कचरा उष्णता वापरतो. 28 एप्रिल 28, 2020 रोजी पोस्ट केले. येथे ऑनलाइन उपलब्ध https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00106.html 08 मे 2020 रोजी प्रवेश केला.

2. Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T. et al. ट्रान्सव्हर्स थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरणासाठी लोह-आधारित बायनरी फेरोमॅग्नेट्स. निसर्ग ५८१, ५३–५७ (२०२०). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2230-z

***