ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಶಾಖವನ್ನಾಗಿ ‘ಲಾಕ್’ ಮಾಡುವ ಅದ್ಭುತ ದ್ರವ

18 ವರ್ಷಗಳ ಕಾಲ ಸೌರಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿಡಬಲ್ಲ ದ್ರವ ಇಂಧನದ ಅನ್ವೇಷಣೆ!

ಯಾವುದೇ ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳನ್ನು (fossil resources) ಬಳಸದ, ಶೂನ್ಯ ಇಂಗಾಲದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮತ್ತು ಕಡು ಬೇಸಿಗೆಯ ಮಧ್ಯಾಹ್ನದ ಶಾಖವನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಂಡು, ಸುಮಾರು ಎರಡು ದಶಕಗಳ ನಂತರದ ತೀವ್ರ ಚಳಿಗಾಲದ ರಾತ್ರಿಯಲ್ಲಿ ನಿಮ್ಮ ಮನೆಯನ್ನು ಬೆಚ್ಚಗಾಗಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನವನ್ನು ಒಮ್ಮೆ ಊಹಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ.

ಇದು ಯಾವುದೋ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಕಥೆಯಂತೆ ಕೇಳಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇದನ್ನು ನಿಜವಾಗಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ಭಾರೀ ಲೋಹದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನಾಗಲಿ ಅಥವಾ ಬೃಹತ್ ನೀರಿನ ಟ್ಯಾಂಕ್‌ಗಳನ್ನಾಗಲಿ ಬಳಸುವುದಿಲ್ಲ; ಬದಲಿಗೆ, ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಅಕ್ಷರಶಃ ಸೀಸೆಯಲ್ಲಿ ಬಂದಿಡಬಲ್ಲ ಒಂದು ವಿಶೇಷ ಸಾವಯವ ದ್ರವ ರಾಸಾಯನಿಕವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಇದು ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ: ಅಣುಗಳ ಅದ್ಭುತ ರೂಪಾಂತರ

ಈ ಸೂರ್ಯನನ್ನು ಸೀಸೆಯಲ್ಲಿ ಬಂದಿಸುವುದು:ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ತಕ್ಷಣವೇ ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೋಲಾರ್ ಪ್ಯಾನೆಲ್‌ಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಮರೆತುಬಿಡಿ. ಬದಲಿಗೆ, ಈ ದ್ರವವನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ, ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಅಳವಡಿಸಿದ ಬಲೆಗಳ (spring-loaded traps) ಸಂಗ್ರಹ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿ. ಈ ದ್ರವವು ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇರಳವಾಗಿ ಸಿಗುವ ಕಾರ್ಬನ್, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಕಸ್ಟಮೈಸ್ಡ್ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ.

ಸೌರ ಬಂಧನ (ಚಾರ್ಜಿಂಗ್)

ಯಾವುದೇ ಚಾರ್ಜ್ ಇಲ್ಲದ ಸಹಜ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಈ ದ್ರವವು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಇದರ ಮೇಲೆ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಬಿದ್ದ ತಕ್ಷಣವೇ, ಒಂದು ಅದ್ಭುತ ರೂಪಾಂತರ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಅಣುಗಳು ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಂಡು, ತಕ್ಷಣವೇ ತಮ್ಮ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ‘ಐಸೋಮರ್’ (isomer) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಸಂಪೂರ್ಣ ಹೊಸ ಭೌತಿಕ ರೂಪಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ.

ದೀರ್ಘ ನಿದ್ರೆ (ಸಂಗ್ರಹಣೆ)

ಅಣುಗಳು ಒಮ್ಮೆ ಈ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪಕ್ಕೆ ಬದಲಾದ ನಂತರ, ಅವು ಹಾಗೆಯೇ ಲಾಕ್ ಆಗುತ್ತವೆ. ಈ ದ್ರವವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸ್ಟೋರೇಜ್ ಟ್ಯಾಂಕ್‌ಗಳಿಗೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು. ಅಲ್ಲಿ ಇದು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲೇ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಶಾಖವನ್ನು ಸೋರಿಕೆ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ, ಕ್ಷೀಣಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಇದಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ಇನ್ಸುಲೇಶನ್ (ರೋಧನ) ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ದ್ರವವು ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಯಾವುದೇ ಪವರ್ ನಷ್ಟವಿಲ್ಲದೆ 18 ವರ್ಷಗಳವರೆಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲದು ಎಂಬುದನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ನಿರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ (ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜಿಂಗ್)

ನಮಗೆ ಆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ — ಅದು ಒಂದು ಗಂಟೆಯ ನಂತರದ ರಾತ್ರಿಯೇ ಇರಲಿ ಅಥವಾ ಹತ್ತು ವರ್ಷಗಳ ನಂತರದ ಚಳಿಗಾಲವೇ ಇರಲಿ — ಈ ದ್ರವವನ್ನು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ (catalyst – ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರೇರಕ) ಮೂಲಕ ಹರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ಆ ಅಣುಗಳನ್ನು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಅನ್‌ಲಾಕ್ ಮಾಡಿ, ಅವುಗಳ ಮೂಲ ಸಡಿಲ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರಳುವಂತೆ ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ. ಅವು ಮರಳಿ ಮೂಲ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಬರುವಾಗ, ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿದ್ದ ಸೌರಶಕ್ತಿಯನ್ನೆಲ್ಲಾ ಒಮ್ಮೆಗೆ ತೀವ್ರವಾದ ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಈ ಶಾಖವು 63 °C (145 °F) ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಲುಪಬಲ್ಲದು.

ಇದಕ್ಕಿಂತ ಉತ್ತಮವಾದ ವಿಷಯವೆಂದರೆ, ಈ ದ್ರವವು ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿಯಾಗದೆ ತನ್ನ ಮೂಲ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರಳುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಇದು ಮತ್ತೆ ಸೂರ್ಯನ ಶಾಖವನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಲು ಮೇಲ್ಛಾವಣಿಗೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲು ಸಿದ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಮೂಲಕ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮುಚ್ಚಿದ, ಅನಂತವಾಗಿ ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಒಂದು ಲೂಪ್ (loop) ನಿರ್ಮಾಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ದೈನಂದಿನ ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ಉದಯ

ಮುಂಬರುವ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಸ್ವಚ್ಛ ಇಂಧನವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಸಾರ್ವಜನಿಕರ ಕೈಗೆ ತಲುಪಿಸಲಿದೆ. ಈ ವಿಷಕಾರಿಯಲ್ಲದ ದ್ರವವು ಯಾವುದೇ ಪವರ್ ನಷ್ಟವಿಲ್ಲದೆ ಅನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಧಿಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿಡಬಲ್ಲದಾದ್ದರಿಂದ, ಇದು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಮಾಲಿನ್ಯ-ಮುಕ್ತ ಮನೆ ಬಿಸಿಮಾಡುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ (emission-free home heating) ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡಲಿದೆ. ಅಂದರೆ, ಕೆಲವು ತಿಂಗಳುಗಳ ಹಿಂದಿನ ಬೇಸಿಗೆಯ ಉತ್ತುಂಗದಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ತೀವ್ರವಾದ ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ನಿಮ್ಮ ಕೋಣೆಯನ್ನು ಬೆಚ್ಚಗಿಡಬಹುದು!

ಸಾಮಾನ್ಯ ಗ್ರಾಹಕರಿಗೆ ಇದರರ್ಥವೇನೆಂದರೆ, ಚಳಿಗಾಲದಲ್ಲಿ ಗಗನಕ್ಕೇರುವ ಹೀಟಿಂಗ್ ಬಿಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಇದು ಮುಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ ಇಂಧನ ಸ್ವಾತಂತ್ರ್ಯದತ್ತ (complete energy independence) ಇಡುವ ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ. ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ಬೆಚ್ಚಗಾಗುವ ಚಳಿಗಾಲದ ಜಾಕೆಟ್‌ಗಳು, ತಾವಾಗಿಯೇ ಕ್ಷಣಾರ್ಧದಲ್ಲಿ ಮಂಜನ್ನು ಕರಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಕಾರುಗಳು, ಹಾಗೂ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಗ್ರಿಡ್ ನೆರವಿಲ್ಲದೆ (off the grid) ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ನಡೆಯುವ ಮನೆಗಳವರೆಗೆ — ಈ ಅಣುಗಳ ಅದ್ಭುತ ರೂಪಾಂತರವು (molecular shape-shifter) ಸ್ವಚ್ಛ ಮತ್ತು ಅಗತ್ಯವಿರುವಾಗ ಸಿಗುವ ಶಾಖವನ್ನು ನಮ್ಮ ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದ ಒಂದು ಸುಲಭ ಭಾಗವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡಲು ಹೊರಟಿದೆ.

ಈ ಮಹತ್ತರ ಸಾಧನೆಯ ಹಿಂದಿರುವ ಸೂತ್ರಧಾರರು

ಈ ಅಸಾಧಾರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಕ್ಯಾಸ್ಪರ್ ಮೋತ್-ಪೌಲ್ಸೆನ್ (Professor Kasper Moth-Poulsen) ಅವರ ನೇತೃತ್ವದಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಒಂದು ದಶಕಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಧಿಯ ಸಮರ್ಪಿತ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರವರ್ತಕ ಕೆಲಸವು ಸ್ವೀಡನ್‌ನ ಗೋಥೆನ್‌ಬರ್ಗ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಚಾಮರ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ (Chalmers University of Technology) ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿ, ಬಲವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದಿತು.

ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ನೈಜ-ಪ್ರಪಂಚದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಾಗಿ ಪಕ್ವಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಇದು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಹಯೋಗವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸಿತು.