বৃষ্টিতে সৌর শক্তি: গ্রাফিন বিপ্লব

যদি আমি আপনাকে বলেছিলাম যে আপনি পারেন বৃষ্টিপাত সহ সৌর শক্তি উত্পাদনআপনি কিভাবে থাকবেন? আমরা জানি যে আবহাওয়া যেমন বৃষ্টি এবং মেঘলা দিন উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে ফোটোভোলটাইক কোষ, তার কার্যকারিতা হ্রাস. যাইহোক, সাম্প্রতিক উদ্ভাবনগুলি এই বাস্তবতাকে পরিবর্তন করার প্রতিশ্রুতি দেয়, এবং সব থেকে আশ্চর্যজনক হল যে সেগুলি ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে গ্রাফিন, এমন একটি উপাদান যা সৌর শক্তি সহ একাধিক সেক্টরে বিপ্লব ঘটাচ্ছে।

বৃষ্টি বা মেঘলা দিনে, যখন সৌর বিকিরণ কম থাকে, ফটোভোলটাইক সৌর প্যানেলগুলি একটি রৌদ্রোজ্জ্বল দিনের মতো শক্তি উৎপন্ন করতে পারে না। বিশ্বের অনেক অঞ্চলে সৌরশক্তির জন্য এটি সর্বদাই প্রধান চ্যালেঞ্জ। তবে চীনের একদল বিজ্ঞানীর নেতৃত্বে ড কুনওয়েই ট্যাং বিকাশ করছে ক বিপ্লবী সৌর কোষ কি পারে এমনকি বৃষ্টির সময়ও বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়.

গ্রাফিন: একটি আশ্চর্যজনক উপাদান

গ্রাফিন একটি উপাদান দ্বারা গঠিত কার্বন পরমাণু গ্রাফাইটের অনুরূপ একটি ষড়ভুজ কাঠামোতে সংগঠিত। যাইহোক, যা এটিকে আলাদা করে তা হল এটি শুধুমাত্র একটি পরমাণু পুরু, এটিকে পরিচিত সবচেয়ে হালকা এবং শক্তিশালী পদার্থগুলির মধ্যে একটি করে তোলে। আরো সঠিক হতে, এটা হয় স্টিলের চেয়ে 200 গুণ বেশি শক্তিশালী, মানুষের চুলের চেয়ে সূক্ষ্ম এবং চমৎকার বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা রয়েছে।

এর একাধিক বৈশিষ্ট্য এটিকে ভবিষ্যতের উপাদান করে তুলেছে। এটি শুধুমাত্র হালকা এবং টেকসই নয়, এর জন্য একটি বড় ক্ষমতাও রয়েছে বিদ্যুৎ সঞ্চালন. সূর্যের আলোতে আঘাত করলে এবং বৃষ্টির ফোঁটায় পাওয়া আয়নিক কণার সংস্পর্শে এলে এটি বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে সক্ষম। এটি একটি করে তোলে সৌর কোষের জন্য নিখুঁত উপাদান যা সরাসরি সৌর বিকিরণের উপর নির্ভর করে না।

গ্রাফিন সৌর কোষ কিভাবে কাজ করে?

অপারেশন নীতি গ্রাফিন সহ সৌর কোষ এটা সত্যিই বুদ্ধিমান. এই প্যানেলে গ্রাফিনের একটি স্তর রয়েছে যা এর সাথে যোগাযোগের পরে বৃষ্টির পানিতে উপস্থিত আয়ন, যেমন সোডিয়াম, ক্যালসিয়াম এবং অ্যামোনিয়াম, একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায় যা সম্ভাব্য পার্থক্যের সুবিধা নেয়। এই আয়নগুলি গ্রাফিনের মুক্ত ইলেকট্রনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে যাকে বলা হয় pseudocapacitors. যখন বৃষ্টির ফোঁটা প্যানেলের পৃষ্ঠে পড়ে, তখন গ্রাফিন এবং জলের মধ্যে আলাদা চার্জের জন্য অল্প পরিমাণে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়।

এই প্রক্রিয়া রূপান্তর আশ্চর্যজনকভাবে কার্যকর বৃষ্টির জলের সম্ভাব্য শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে। যদিও পারফরম্যান্স এখনও প্রচলিত ফটোভোলটাইক কোষের তুলনায় তুলনামূলকভাবে কম, তবে প্রতিকূল আবহাওয়ায় বিদ্যুৎ উৎপন্ন করা যায় তা ইতিমধ্যেই একটি বড় সুবিধা।

তদুপরি, গ্রাফিন শুধুমাত্র বৃষ্টির সময় বিদ্যুৎ উৎপাদনের উন্নতি করে না, তবে এটির ক্ষমতাও দেখানো হয়েছে সৌর প্যানেল দক্ষতা বৃদ্ধি যখন সরাসরি সৌর বিকিরণের সংস্পর্শে আসে। এটি কারণ এটি অতিরিক্ত প্রতিক্রিয়া তৈরি করতে পারে যখন ফোটনগুলি তার পৃষ্ঠে পৌঁছায়, এটি একটি অবিশ্বাস্যভাবে বহুমুখী উপাদান তৈরি করে।

লুইস অ্যাসিড-বেস বিক্রিয়া

গ্রাফিন দ্বারা আবৃত একটি সৌর প্যানেলে বৃষ্টি হলে যে ঘটনাটি ঘটে তা আর কিছুই নয় লুইস অ্যাসিড-বেস প্রতিক্রিয়া. বৃষ্টির ফোঁটায় অমেধ্য থাকে, যেমন লবণ এবং আয়ন, যা গ্রাফিনের সাথে সম্ভাব্য পার্থক্য তৈরি করে।

একটি ডবল আয়নিক স্তর তৈরি হয়: বৃষ্টির জলে উপস্থিত ধনাত্মক আয়নগুলি (যেমন সোডিয়াম, ক্যালসিয়াম এবং অ্যামোনিয়াম) গ্রাফিন স্তরকে মেনে চলে। ফলস্বরূপ, এক ধরণের মাইক্রোমোটর তৈরি হয় যা রূপান্তরিত করে শক্তি পার্থক্য বৃষ্টির জল এবং গ্রাফিনের মধ্যে বিদ্যুৎ। ইলেকট্রনের এই আদান-প্রদানই বিদ্যুত উৎপন্ন করে, এমনকি বৃষ্টির সময়ও।

প্রতিশ্রুতিশীল ফলাফল এবং অবশিষ্ট চ্যালেঞ্জ

যদিও এর প্রযুক্তি গ্রাফিন সৌর কোষ ইতিমধ্যেই জ্বালানি খাতে বিপ্লব ঘটানোর প্রতিশ্রুতি, চ্যালেঞ্জ এখনও বিদ্যমান। বর্তমানে, এই কোষগুলির কর্মক্ষমতা চারদিকে ঘুরছে ৮০%, তুলনায় একটি মোটামুটি কম মান প্রচলিত সৌর প্যানেল সিলিকন, যার কার্যকারিতা রয়েছে 20 থেকে 22% রৌদ্রোজ্জ্বল দিনে।

যাইহোক, এই প্রযুক্তির মধ্যে যা সত্যিই উদ্ভাবনী তা হল এটি বৃষ্টি বা মেঘলা দিনে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে, যা প্রচলিত প্যানেলের জন্য অসম্ভব কিছু। উপরন্তু, বিজ্ঞানীরা গ্রাফিন কোষের কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য কাজ করছেন, এবং আশা করা হচ্ছে যে ভবিষ্যতে তারা বর্তমান ফটোভোলটাইক কোষের মতো দক্ষ হতে পারে, যদি বেশি না হয়। যখন এটি ঘটবে, সৌর শক্তি প্রধানত আর্দ্র বা বৃষ্টির জলবায়ু সহ বিশ্বের অঞ্চলগুলিতে একটি কার্যকর বিকল্প হয়ে উঠবে।

বৃষ্টিতে চালনার ক্ষমতার পাশাপাশি উন্নয়ন গ্রাফিন-ভিত্তিক সুপারক্যাপাসিটার এটি আরও দক্ষ শক্তি সঞ্চয়ের জন্য পথ প্রশস্ত করছে। এর অর্থ এই যে বৃষ্টিপাতের সময় উত্পন্ন শক্তি পরবর্তী ব্যবহারের জন্য সংরক্ষণ করা যেতে পারে, এই প্রযুক্তির কার্যকারিতা আরও বৃদ্ধি করে।

বিশ্বব্যাপী সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন

এর উন্নয়ন গ্রাফিন সহ সৌর কোষ এটি বিশেষত এমন অঞ্চলগুলির জন্য প্রতিশ্রুতিশীল যেগুলি মূলত বৃষ্টির জলবায়ু অনুভব করে, যেমন দক্ষিণ-পূর্ব এশিয়া, কিছু ইউরোপীয় দেশ এবং উত্তর-পূর্ব মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র। এইসব এলাকায়, যেখানে রৌদ্রোজ্জ্বল দিন সীমিত, এই প্রযুক্তিটি শক্তি উৎপাদনের জন্য একটি সাশ্রয়ী এবং পরিবেশ বান্ধব সমাধান দিতে পারে।

একইভাবে, এই প্যানেলগুলির পরিবেশগত প্রভাব যথেষ্ট কম, যেহেতু গ্রাফিন একটি পরিবেশগত, কম উৎপাদন খরচ সহ প্রচুর পরিমাণে উপাদান। তাদের উৎপাদনের জন্য প্রচলিত সিলিকন প্যানেলের তুলনায় কম শক্তির প্রয়োজন হয় এবং দীর্ঘমেয়াদে তারা জীবাশ্ম জ্বালানির উপর নির্ভরতা কমাতে পারে।

সৌর শক্তির ক্ষেত্রে ক্রমাগত অগ্রগতির সাথে, এটা সম্ভব যে আমরা অদূর ভবিষ্যতে এমন একটি বিশ্ব দেখতে পাব যেখানে শক্তি শুধুমাত্র রোদেলা দিনেই নয়, বৃষ্টিতেও তৈরি হয়, একটি বৃষ্টির দিন আর উৎপাদনের জন্য বাধা হয়ে দাঁড়ায় না। পরিষ্কার এবং টেকসই শক্তির।