लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी की एक रिपोर्ट के अनुसार, एक देश के रूप में, ऊर्जा पर जो हम खर्च करते हैं, उसका आधा से ज्यादा हिस्सा बर्बाद होने वाला है।
प्राथमिक दोषियों में से एक गर्मी है। स्टील मिल जैसी फैक्ट्रियां गर्मी के रूप में बहुत अधिक मात्रा में ऊर्जा देती हैं, लेकिन यह गर्मी लगभग हमेशा वायुमंडल में बच जाती है, जहां यह बहुत अच्छा नहीं कर सकती है।
लेकिन मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के बीच सहकारिता से काम कर रहे वैज्ञानिकों की एक टीम ने एक नई प्रकार की बैटरी विकसित की है, जो थर्मोक्लेमिक प्रभाव नामक एक कम-ज्ञात सिद्धांत का लाभ उठाते हुए, गर्मी के निकास और ग्रिड में वापस कीप करने में मदद कर सकती है।
अब तक, अपशिष्ट ताप के रूपांतरण के आसपास के अधिकांश शोध ने थर्मोइलेक्ट्रिक शक्ति पर ध्यान केंद्रित किया है। उदाहरण के लिए, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर पिछले कई वर्षों से लोकप्रियता में बढ़ रहे हैं। सिस्टम एक प्रवाहकीय सामग्री के गर्म पक्ष से इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करते हैं, जैसे कि धातु, ठंडा पक्ष तक; एक बार, इलेक्ट्रॉनों को विद्युत उपकरणों के लिए एक वर्तमान में परिवर्तित किया जा सकता है या बैटरी चार्ज किया जा सकता है। जनरेटर का उपयोग गैस पाइपलाइनों पर रेडियो और टेलीमेट्री सिस्टम जैसी चीजों के लिए किया जाता है, मानवरहित अनुसंधान साइटों के लिए बैकअप पावर स्रोतों के रूप में, और यहां तक कि मंगल क्यूरियोसिटी रोवर पर अक्षय ऊर्जा स्रोत के रूप में।
यह प्रणाली इतनी प्रसिद्ध और अच्छी तरह से शोधित है कि यह पहले से ही लोकप्रिय बायोलाइट कैंपस्टोव सहित उपभोक्ता-सामना करने वाले उत्पादों में उपयोग किया जा रहा है।
लेकिन, स्टैनफोर्ड के एक एसोसिएट प्रोफेसर, यी कुई के अनुसार, जिन्होंने नई बैटरी पर विकास में मदद की, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर बड़े पौधों और कारखानों से ऊर्जा की पर्याप्त रूप से कटाई नहीं कर सकते हैं, जो एक कैंपफायर के रूप में गर्म नहीं होते हैं।
उदाहरण के लिए, स्टील मिल से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी, पर्याप्त गर्म नहीं है (या बैटरी को काम करने के लिए पर्याप्त ठंडा नहीं किया जा सकता है)।
गैंग चेन के नेतृत्व में एमआईटी में एक टीम के साथ मिलकर काम करते हुए, थर्मोइलेक्ट्रिक्स में गहरी पृष्ठभूमि वाले एक शोधकर्ता, कुई ने इसके बजाय विशेष रूप से तथाकथित "कम-ग्रेड" गर्मी को ध्यान में रखते हुए डिजाइन की गई बैटरी विकसित की।
नई अवधारणा एक सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के साथ एक काफी मानक पानी आधारित बैटरी के आसपास केंद्रित है। टीम ने बहुत सारे अपशिष्ट गर्मी वाले क्षेत्र में एक खाली बैटरी रखी और फिर इसे चार्ज करना शुरू किया। एक बार बैटरी पूरी तरह चार्ज हो जाने के बाद, उन्होंने इसे कमरे के तापमान तक ठंडा कर दिया, जिस बिंदु पर इसे डिस्चार्ज किया गया था - और ठंडा होने वाली बैटरी से अधिक ऊर्जा का निर्वहन किया जा सकता है।
यह काम पर थर्मोगेलेवनिक घटना है।
"तापमान में बदलाव से मुक्त ऊर्जा में बदलाव होता है, और वाट क्षमता बहुत बदल जाती है, " कुई कहते हैं। वास्तव में, बैटरी बेकार गर्मी से ऊर्जा ले रही है - अन्यथा व्यर्थ ऊर्जा जिसे ग्रिड में वापस खिलाया जा सकता है।
थर्मोइलेक्ट्रिक सिस्टम के विपरीत, बैटरी वर्तमान में पूरी तरह से ऑफ-ग्रिड नहीं जा सकती है, क्योंकि उन्हें चार्ज करने के लिए प्रत्यक्ष वर्तमान की आवश्यकता होती है। हालांकि, विचार यह है कि आपको इसे करने के लिए ग्रिड से कम शक्ति खींचने की आवश्यकता होगी।
टीम अभी भी प्रयोग कर रही है कि यह कितनी जल्दी बैटरी को गर्म और ठंडा कर सकता है और खर्च होने से पहले कितनी बार सेल किया जा सकता है। प्रयोगशाला में, बैटरी को एक चार्ज-डिस्चार्ज चक्र पूरा करने में कुछ घंटे लगते हैं। टीम ने 50 से अधिक चक्रों के माध्यम से किसी भी एकल सेल को धक्का नहीं दिया है।
अभी, हमारे पास इस बात की स्पष्ट जानकारी नहीं है कि क्यूई जैसी प्रणाली कितनी शक्ति का उत्पादन कर सकती है। क्यूई अंततः कई कोशिकाओं के एक सर्किट को लागू करता है जिसे एक कारखाने में स्थापित किया जा सकता है। जैसे ही एक सेल का तापमान बेकार गर्मी के संपर्क में आता है, दूसरा शीतलन चक्र में चला जाता है।
"उनमें से आधे उच्च तापमान में चार्ज कर रहे हैं, और उनमें से आधे कम तापमान में निर्वहन कर रहे हैं, " वे कहते हैं।
फिलहाल, प्राथमिक लक्ष्य कारखाना-निर्मित अपशिष्ट गर्मी है, लेकिन कुई को लगता है कि सिस्टम भविष्य में कहीं और लागू किया जा सकता है। टीम अन्य बैटरी सामग्रियों के साथ भी प्रयोग कर सकती है जो उच्च ताप स्तरों पर लागू करने की अनुमति दे सकती हैं, जैसे कि चिमनी या ओवन द्वारा उत्पादित।
ऐसे समय में जब ऊर्जा-संचयन प्रणाली पहले से ही विदेशों में आम हो रही है, कुई जैसी प्रणालियां संयुक्त राज्य में ऊर्जा के नए स्थानों की खोज करने में अमूल्य साबित हो सकती हैं। अगले कुछ वर्षों के भीतर, लंदन भूमिगत से गर्मी का उपयोग लगभग 1, 400 घरों को गर्म करने के लिए किया जाएगा। और डेनमार्क की अधिकांश ऊर्जा अपशिष्ट गर्मी से आती है।
इस तरह के आविष्कारों के साथ, हम पकड़ना शुरू कर सकते हैं।
