छह साल के विकास के बाद, डच टेक स्टार्टअप का सौर-संचालित ईवी, जिसका नाम 'द 0' है, अपनी शुरुआत के लिए तैयार है। यह नवोन्मेषी वाहन बिना रिचार्ज के कई महीनों तक चलने की क्षमता रखता है और इलेक्ट्रिक परिवहन में दक्षता के लिए एक नया मानक स्थापित करता है। 

लेहाई यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक नई क्वांटम सामग्री विकसित की है जो सौर पैनलों की दक्षता में महत्वपूर्ण क्रांति ला सकता है। तांबा, जर्मेनियम सेलेनाइड (जीएसई), और टिन सल्फाइड (एसएनएस) के संयोजन से बनी इस नवोन्वेषी सामग्री ने 190% तक की बाहरी क्वांटम दक्षता (ईक्यूई) का प्रदर्शन किया है। यह संख्या पारंपरिक दक्षता सीमाओं से अधिक है, जो एक ऐसी सफलता का संकेत देती है जो सौर ऊर्जा संचयन को बदल सकती है।

दक्षता निर्णायक को समझना

सौर सेल सूरज की रोशनी को बिजली में परिवर्तित करते हैं, और उनकी प्रभावशीलता ईक्यूई द्वारा मापी जाती है, जो पारंपरिक रूप से 100% पर अधिकतम होती है। इस 100% दक्षता का मतलब है कि प्रकाश का प्रत्येक फोटॉन बिजली का एक इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करता है। हालाँकि, लेहाई में विकसित की गई नई सामग्री मल्टीपल एक्सिटॉन जेनरेशन (एमईजी) नामक एक तंत्र का उपयोग करती है, जहां उच्च-ऊर्जा फोटॉन एक से अधिक इलेक्ट्रॉन का उत्पादन कर सकते हैं, इस प्रकार दक्षता को 100% बाधा से आगे बढ़ा सकते हैं।

जो चीज़ इस सामग्री को अलग करती है वह है इसका "मध्यवर्ती बैंड राज्यों" का उपयोग - सामग्री के भीतर विशिष्ट ऊर्जा स्तर जो सौर ऊर्जा को परिवर्तित करने की इसकी क्षमता को बढ़ाता है। ये ऊर्जा स्तर आदर्श रूप से उन फोटॉन का दोहन करने के लिए स्थित हैं जिन्हें पारंपरिक सौर सेल बर्बाद कर देंगे। सामग्री अवरक्त और दृश्यमान स्पेक्ट्रम में अतिरिक्त प्रकाश को अवशोषित करके सौर स्पेक्ट्रम की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रवेश करती है, जिससे बिजली उत्पादन को बढ़ावा मिलता है।

नवाचार के पीछे का विज्ञान

 
सक्रिय परत के रूप में CuxGeSe/SnS के साथ पतली-फिल्म सौर सेल का योजनाबद्ध। श्रेय: एकुमा लैब / लेहाई यूनिवर्सिटी

सामग्री का प्रभावशाली प्रदर्शन आणविक स्तर पर सटीक संरचनात्मक हेरफेर में निहित है। GeSe और SnS की परतों में तांबे के परमाणुओं को सम्मिलित करके, शोधकर्ताओं ने एक कसकर बंधी, दो-आयामी संरचना बनाई है जो सामग्री के साथ अद्वितीय फोटॉन इंटरैक्शन को सक्षम बनाती है। ये अंतःक्रियाएं वैन डेर वाल्स अंतराल के भीतर होती हैं - सामग्री की परतों के बीच छोटे स्थान जहां तांबे के परमाणु रहते हैं।

व्यापक कंप्यूटर सिमुलेशन और प्रयोगात्मक तरीकों के माध्यम से, टीम ने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो तांबे के परमाणुओं के सटीक स्थान की अनुमति देती है, जिससे क्लस्टरिंग जैसे अवांछित प्रभाव कम हो जाते हैं, जो सामग्री के प्रदर्शन से समझौता कर सकते हैं।

आगे की ओर देखना: चुनौतियाँ और अवसर

लेहाई विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा 190% तक क्वांटम दक्षता के साथ एक नई क्वांटम सामग्री का विकास कारों, ट्रकों और बसों सहित सौर-संचालित परिवहन को काफी आगे बढ़ा सकता है।

सूर्य के प्रकाश के व्यापक स्पेक्ट्रम को कुशलता से पकड़ने में सक्षम यह महत्वपूर्ण सामग्री, जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता के बिना भारी और लंबी दूरी की यात्रा के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करके सौर ऊर्जा से चलने वाले वाहनों की वर्तमान सीमाओं को संबोधित करती है।

इन उच्च दक्षता वाले सौर कोशिकाओं को वाहन डिजाइन में एकीकृत करने से कार्बन उत्सर्जन को नाटकीय रूप से कम करने की संभावना मिलती है, खासकर बसों और ट्रकों जैसे भारी उपयोग वाले वाहनों में, जहां ईंधन की लागत और पर्यावरणीय प्रभाव महत्वपूर्ण चिंताएं हैं।

जैसे ही इन उन्नत सौर कोशिकाओं को व्यावहारिक उपयोग के लिए विकसित किया जाता है, वे विश्व स्तर पर आर्थिक और पर्यावरणीय गतिशीलता को बदल सकते हैं। परिचालन वाहन लागत और कार्बन उत्सर्जन को कम करने से पर्याप्त वित्तीय बचत हो सकती है और स्वच्छ हवा के माध्यम से सार्वजनिक स्वास्थ्य में सुधार हो सकता है।

इसके अलावा, सौर ऊर्जा से चलने वाले वाहनों की ओर रुख करने से तेल पर वैश्विक निर्भरता कम होगी, भू-राजनीतिक स्थिरता बढ़ेगी और नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्रों में रोजगार सृजन को बढ़ावा मिलेगा। यह बदलाव टिकाऊ वैश्विक परिवहन की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है, जो व्यापक पर्यावरणीय लक्ष्यों के साथ संरेखित होता है और एक स्वच्छ, अधिक टिकाऊ भविष्य का मार्ग प्रशस्त करता है।

हालाँकि परिणाम आशाजनक हैं, इस सामग्री के व्यावसायीकरण से पहले एक रास्ता आगे है। इस नई क्वांटम सामग्री को मौजूदा सौर ऊर्जा प्रणालियों में एकीकृत करने के लिए और अधिक अनुसंधान और विकास की आवश्यकता है। हालांकि उन्नत, सौर ऊर्जा उद्योग में व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए उत्पादन प्रक्रिया को बढ़ाने की आवश्यकता है।

इस प्रौद्योगिकी के संभावित लाभ बहुत व्यापक हैं। सौर कोशिकाओं की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करके, हम अधिक टिकाऊ ऊर्जा समाधानों की ओर कदम बढ़ा सकते हैं, जीवाश्म ईंधन पर हमारी निर्भरता को कम कर सकते हैं और ऊर्जा उत्पादन के पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकते हैं।

लेहाई विश्वविद्यालय में प्रोफेसर चिनेदु एकुमा और उनकी टीम का काम फोटोवोल्टिक्स के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण छलांग का प्रतिनिधित्व करता है। उनका विकास मौजूदा सीमाओं को चुनौती देता है और नवीकरणीय ऊर्जा के भविष्य के लिए नए रास्ते खोलता है। जैसे-जैसे यह तकनीक आगे बढ़ती है, यह अधिक किफायती और कुशल सौर ऊर्जा प्रणालियों को जन्म दे सकती है, जिससे दुनिया भर में सौर ऊर्जा अधिक सुलभ हो जाएगी और वैश्विक ऊर्जा जरूरतों को बनाए रखने में मदद मिलेगी।

लेखक के बारे में

रॉबर्ट जेनिंग्स अपनी पत्नी मैरी टी रसेल के साथ InnerSelf.com के सह-प्रकाशक हैं। उन्होंने रियल एस्टेट, शहरी विकास, वित्त, वास्तुशिल्प इंजीनियरिंग और प्रारंभिक शिक्षा में अध्ययन के साथ फ्लोरिडा विश्वविद्यालय, दक्षिणी तकनीकी संस्थान और सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में भाग लिया। वह यूएस मरीन कॉर्प्स और यूएस आर्मी के सदस्य थे और उन्होंने जर्मनी में फील्ड आर्टिलरी बैटरी की कमान संभाली थी। 25 में InnerSelf.com शुरू करने से पहले उन्होंने 1996 वर्षों तक रियल एस्टेट फाइनेंस, निर्माण और विकास में काम किया।

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 क्रिएटिव कॉमन्स 4.0

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