നാളെയെ മാറ്റിമറിച്ചേക്കാം; ഈ വസ്തുക്കൾ

ലോകം ഊർജപ്രതിസന്ധിയിലൂടെ കടന്നുപോകുകയാണ്. ഇപ്പോൾ ഊർജ ഉൽപാദനത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന പെട്രോൾ, ഡീസൽ, കൽക്കരി തുടങ്ങിയവ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദമല്ല. 2035 മുതൽ പെട്രോൾ, ഡീസൽ കാറുകളുടെ നിർമാണവും വിപണനവും യൂറോപ്യൻ യൂണിയൻ ഔദ്യോഗികമായി വിലക്കിയിട്ടുമുണ്ട്.

2030 ആകുമ്പോഴേക്ക് ഇന്ത്യയിലും 30 ശതമാനം സ്വകാര്യ കാറുകൾ ഇലക്ട്രിക് ആക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ വൈദ്യുതി ഉൽപാദനമാണ് ലോകം ഇന്നു നേരിടുന്ന മറ്റൊരു വെല്ലുവിളി. കഴിഞ്ഞ ഒരു പതിറ്റാണ്ടുകൊണ്ട് ആഗോള വൈദ്യുതി ഉൽപാദനത്തിന്റെ 29% വരെ വീണ്ടുമുപയോഗിക്കാവുന്ന ഊർജ സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നായി മാറി. പക്ഷേ, ഇപ്പോഴും ഉൽപാദനത്തിന്റെ 60 ശതമാനത്തിലധികം ഫോസിൽ അധിഷ്‌ഠിത ഇന്ധനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചുതന്നെയാണ്. സൗരോർജം, കാറ്റ് എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള വൈദ്യുതി ഏകദേശം 8% മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ. ജിയോതെർമൽ എനർജിയും ബയോമാസും ഉപയോഗിച്ചുള്ളത് ഏകദേശം മൂന്നു ശതമാനവും.

ആഗോളതാപനം, ഫോസിൽ അധിഷ്‌ഠിത ഊർജ സ്രോതസ്സുകൾക്കു ഭാവിയിൽ ഉണ്ടാകാവുന്ന ദൗർലഭ്യം, ഊർജസുരക്ഷ, ചെലവു കുറയ്ക്കൽ, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം, മലിനീകരണം കുറയ്ക്കൽ തുടങ്ങിയവ കണക്കിലെടുത്താണു ഗവേഷകർ പുതിയ ഊർജ ഉൽപാദന ദ്രവ്യങ്ങളുടെ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾക്കു സമയം ചെലവഴിക്കുന്നത്. ദ്രവ്യപഠന ശാസ്ത്രമായ മെറ്റീരിയൽ സയൻസിലെ പുരോഗതി വർഷങ്ങളായി നാഗരികതയ്ക്കും സാമൂഹിക– വാണിജ്യ വികസനത്തിനും കാരണമായി. 

വേട്ടയാടാനും സുരക്ഷയ്ക്കും വീടുകൾ ഉണ്ടാക്കാനും പലതരത്തിലുള്ള ലോഹങ്ങളും ലോഹ സംയുക്തങ്ങളും നിർമിക്കാനുമൊക്കെ മനുഷ്യരെ മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് സഹായിച്ചു. പുതിയകാലത്ത് ഈ ശാസ്ത്രശാഖ പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം, ഊർജ സുരക്ഷ, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം തുടങ്ങിയ വലിയ വെല്ലുവിളികൾ പരിഹരിക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണ്. ഈ ഗവേഷണങ്ങൾ ഒരുപാടു മുന്നോട്ടു പോകാനുണ്ടെങ്കിലും, ഇതുവരെയുള്ള ഫലങ്ങൾ പ്രത്യാശ നൽകുന്നതാണ്.

നൂതന ഊർജദ്രവ്യങ്ങളിൽ മനുഷ്യർക്ക് പ്രത്യാശ നൽകുന്ന ചിലത് പരിചയപ്പെടാം

ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക് പദാർഥങ്ങൾ

സൗരോർജത്തിൽനിന്നു സോളർ സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ചു വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്നതാണു ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക് സാങ്കേതിക വിദ്യ. പോളി-ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ, പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റ്, ഡൈ-സെൻസിറ്റൈസ്ഡ്, വിവിധ ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക് വസ്തുക്കൾ തുടങ്ങിയവ ഇന്ന് ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്. ഇതു കൂടാതെ ഗാലിയം ആർസനൈഡ്, കോപ്പർ ഇൻഡിയം, ഗാലിയം സെലിനൈഡ്, കാഡ്മിയം ടെലുറൈഡ്, ഇൻഡിയം ഗാലിയം ഫോസ്ഫൈഡ് തുടങ്ങിയ നാനോ പദാർഥങ്ങളിലും ധാരാളം പഠനങ്ങൾ നടക്കുന്നു.

സോളർ സെല്ലുകൾ സൂര്യപ്രകാശം മാത്രം ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം ഇല്ല. കെട്ടിടങ്ങളുടെ മേൽക്കൂരയിൽ ചെറുകിട സോളർ പ്ലാന്റുകൾ സ്ഥാപിക്കാനും കഴിയും. വ്യക്തിയുടെയോ സ്ഥാപനങ്ങളുടെയോ ഊർജ ആവശ്യം അടിസ്ഥാനമാക്കി ഏതു വലുപ്പത്തിലും ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക് സെൽ സംവിധാനം നിർമിക്കാം.  എന്നാൽ, ഫോട്ടോവോൾട്ടായിക് സെല്ലുകൾ പലപ്പോഴും ചെലവേറിയതാണ്. സൂര്യപ്രകാശം ഇല്ലാത്തപ്പോൾ ഇവ വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കില്ല. വർഷങ്ങൾ പിന്നിടുന്നതനുസരിച്ച് ഇവയുടെ കാര്യക്ഷമത കുറയുകയും ചെയ്യും. കാര്യക്ഷമത കുറഞ്ഞവയുടെ പുനഃചംക്രമണം ചെറിയ തോതിലുള്ള പരിസ്ഥിതി പ്രശ്‍നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കും.

ട്രൈബോ ഇലക്‌ട്രിക് നാനോ ജനറേറ്ററുകൾ

യാന്ത്രികോർജത്തെ വൈദ്യുതോർജമാക്കി മാറ്റുന്ന നാനോപദാർഥങ്ങളാണ് ട്രൈബോ ഇലക്‌ട്രിക് നാനോ ജനറേറ്ററുകൾ. യാന്ത്രികോർജം വേഗത്തിലും ഫലപ്രദമായും പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ ഇവമൂലം സാധിക്കും.

പോളിടെട്രാ ഫ്ലൂറോ എഥിലീൻ, പോളിഡൈ മീഥൈൽ സിലോക്സെയ്ൻ തുടങ്ങിയ പോളിമർ വസ്തുക്കളാണ് സാധാരണയായി ഇത്തരം ജനറേറ്ററുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.  

ശരീരത്തിൽ ധരിക്കുന്ന ആരോഗ്യ മോണിറ്ററിങ് സെൻസറുകൾക്കും മറ്റുമുള്ള ഊർജം നമ്മളുടെ ചലനങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യായാമങ്ങളിൽ നിന്നും ഉണ്ടാക്കാൻ പറ്റും എന്നതാണ് ഇവ കൊണ്ടുള്ള പ്രയോജനം. ശ്രദ്ധേയമായ ഗവേഷണഫലങ്ങൾ ലഭിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും പ്രായോഗിക ഉപയോഗത്തിനു കടമ്പകളേറെ.

നാനോ- ഇലക്ട്രോ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ

ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾക്കു ബദലാകാവുന്ന, ശുദ്ധവും പുനരുപയോഗിക്കാവുന്നതുമായ ഊർജം പ്രദാനം ചെയ്യുന്ന പ്രായോഗിക മാർഗമാണ് ഹൈഡ്രജൻ വാതകമെന്നാണു പൊതുവേയുള്ള വിലയിരുത്തൽ.

വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ചു വെള്ളത്തെ വിഘടിപ്പിച്ചു ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനുമാക്കി മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയാണ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം. കാര്യക്ഷമമായി വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം നടത്താനുള്ള ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ ‘ഇലക്ട്രോ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ’ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഇലക്ട്രോ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിനുള്ള ഒരു മാർഗമാണ്. ലബോറട്ടറികളിലെ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ കാര്യക്ഷമതയുണ്ടെങ്കിലും വ്യാവസായിക ഉൽപാദനത്തിനു വെല്ലുവിളികൾ ഒട്ടേറെയുണ്ട്.

നിക്കൽ, കൊബാൾട്ട്, പല്ലേഡിയം, മോളിബ്ഡിനം തുടങ്ങിയ മൂലകങ്ങളും അവയുടെ നാനോസംയുക്തങ്ങളുമാണ് ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിൽ ഇലക്ട്രോ കാറ്റലിസ്റ്റുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ നാനോ ഇലക്ട്രോ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ  നിർമിക്കാൻ ഒട്ടേറെ ഗവേഷണങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. വൻതോതിലുള്ള ഉൽപാദനത്തിന് ഈ രീതിയിലുള്ള ഇലക്ട്രോ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ സഹായിക്കുമെന്ന പ്രതീക്ഷയിലാണു ശാസ്ത്രലോകം

English Summary : Writeup about electic energy usage