மின்சாரம் தயாரிப்பில் புதிய கண்டுபிடிப்பு

உதாரணமாக, கோடிக்கணக்கான மக்களின் கைகளில் தொழில்நுட்பம் செல்போனாக, டேப்லட் கம்ப்யூட்டராக தவழ்ந்துகொண்டிருக்கும் இன்றைய சூழலிலும் மிகவும் அத்தியாவசியத் தேவைகளான மூன்று வேளை உணவு, உடை, உறையுள் இல்லாத கோடிக்கணக்கான மக்களும் உலக நாடுகளில் இருக்கத்தான் செய்கிறார்கள்.

அதுபோலவே இன்றைய வாழ்க்கை முறையின் மற்றொரு அத்தியாவசியத் தேவை மின்சாரம். உலக மக்கள் தொகை வளர்ச்சிக்கு நிகரான அளவில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்வதில் பல சிக்கல்கள் இருக்கின்றன. சூரிய ஒளி, காற்று மற்றும் நீர் ஆகியவற்றின் மூலம் சுற்றுச்சூழல் மாசு ஏற்படுத்தாத வழிகளில் பல உலக நாடுகள் மின்சாரம் தயாரித்து வருகிறது.

சுற்றுச்சூழல் மாசுகள் மற்றும் உலக வெப்பமயமாதலை அதிகப்படுத்தும் நிலக்கரி, பெட்ரோல் உள்ளிட்ட புதைபடிம எரிபொருட்கள் இதன்மூலம் பின்னுக்குத் தள்ளப்பட்டு வருவதும் இங்கு குறிப்பிடத்தக்கது.

இதன் ஒரு பகுதியாக, மின்சார உற்பத்தியின் செயல்திறனை அதிகப்படுத்தும் இயற்கையான பொருட்களை கண்டறிவது குறித்த ஆய்வு தீவிரமாக நடைபெற்று வருகிறது. அத்தகைய சமீபத்திய ஆய்வு ஒன்றில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது தான் ‘பெரோவ்ஸ்கைட்’

(perovskite) எனப்படும் தாதுப்பொருள்.

சூரிய ஒளி, வெப்பம் மற்றும் நகர்வு ஆற்றல் (kinetic energy) ஆகிய அனைத்திலும் இருந்து ஒரே நேரத்தில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் அதீத திறன்கொண்டவை இந்த பெரோவ்ஸ்கைட்.

மறுசுழற்சி செய்யப்படக் கூடிய ஆற்றல் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தில் மிகப்பெரிய கண்டுபிடிப்பாக கருதப்படும் பெரோவ்ஸ்கைட்டால் ஆன சோலார் செல்கள் கடந்த 2009-ம் ஆண்டு உருவாக்கப்பட்டன. இந்த ‘பெரோவ்ஸ்கைட் சோலார் செல்கள்’ மிகவும் மலிவானவை என்பதும் இங்கு குறிப்பிடத்தக்கது.
ஆனால் துரதிர்ஷ்டவசமாக சோலார் தொழில்நுட்பத்துக்கு ஒரு மிகப்பெரிய எதிரி என்றால் அது சூரியன்தான். ஏனென்றால் சூரிய ஒளி குறைவாக அல்லது முற்றிலும் இல்லாமல் போனால் சோலார் தொழில்நுட்பத்தால் பயனேதும் இல்லை.

எனவே இந்த நடைமுறைச் சிக்கலைத் தீர்க்க பின்லாந்து நாட்டிலுள்ள ஊளு பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆய்வாளர்கள் ஒரே நேரத்தில் பல்வேறு வழிகளில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் வசதி பெரோவ்ஸ்கைட் தாதுப்போருட்களில் இருக்கிறதா? என்று ஆய்வு மேற்கொண்டனர்.

ஆய்வின் முடிவில், அத்தகைய ஒரு பெரோவ்ஸ்கைட் தாதுப்பொருளை கண்டறிந்தனர். இவை ஆங்கிலத்தில் KBNNO அல்லது Ba என்று அழைக்கப்படுகின்றன. நானோ பளிங்குக் கற்களால் (Ni comodified KNbO3 nanocrystals) ஆன இந்த பெரோவ்ஸ்கைட், செல்போன்கள் மற்றும் லேப்டாப்புகள், இன்னும் இதர பல ஸ்மார்ட் கருவிகளுக்கு தேவையான மின்சாரத்தை அவையே உற்பத்தி செய்துகொள்ள விரைவில் பயன்படுத்தப்படும் என்று கூறப்படுகிறது.

இதன் மூலம் தமக்கு தேவையான மின்சாரத்தை சுத்தமான வழியில் தாமே உற்பத்தி செய்துகொள்ளும் எதிர்கால ‘ஸ்மார்ட் நகரங்கள்’ விரைவில் உருவாகும் என்கிறார் ஆய்வாளர் யாங் பாய்.

இரும்பு மின் பொருள் (ferro electric material) வகையைச் சேர்ந்த இந்த தாதுப்பொருள் சிறு காம்பஸ் முட்களைக் கொண்டது. ஒரு காம்பஸ் காந்தத்துக்கு முன் கொண்டு செல்லப்படும்போது அதிலுள்ள முட்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் நகரும்.

அதுபோலவே வெப்ப அளவில் மாற்றங்கள் நிகழும்போதும் இரும்புமின் பொருள்களில் மின் உற்பத்தி ஏற்படும். இதற்கு பெயர் ‘பைரோ மின்சாரம்’

(pyroelectricity) என்று கூறப்படுகிறது.

இது தவிர இதன் ஒளி மின்னழுத்த (photovoltaic) பண்பின் காரணமாக சூரிய ஒளியில் இருந்தும், அழுத்த மின்னேற்ற ( piezoelectric) பண்பின் காரணமாக நகர்வுகளினால் ஏற்படும் அழுத்த மாற்றங்களில் இருந்தும் மின்சாரத்தை உற்பத்தி திறன் இதற்கு உண்டு. ஆக மொத்தத்தில் ஒரே கல்லில் மூன்று மாங்காய் (மின்சாரம்) அடிக்கும் திறன் பெரோவ்ஸ்கைட் தாதுப்பொருளுக்கு (KBNNO) உண்டு என்பது நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.