सेकेंडरी बैटरियों, जैसे लिथियम आयन बैटरी, को एक बार संग्रहित ऊर्जा का उपयोग करने के बाद रिचार्ज करने की आवश्यकता होती है।जीवाश्म ईंधन पर हमारी निर्भरता को कम करने के लिए, वैज्ञानिक सेकेंडरी बैटरियों को रिचार्ज करने के स्थायी तरीके तलाश रहे हैं।हाल ही में, अमर कुमार (टीआईएफआर हैदराबाद में टीएन नारायणन की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र) और उनके सहयोगियों ने एक कॉम्पैक्ट लिथियम आयन बैटरी को प्रकाश संवेदनशील सामग्री के साथ इकट्ठा किया है जिसे सीधे सौर ऊर्जा से रिचार्ज किया जा सकता है।
बैटरियों को रिचार्ज करने के लिए सौर ऊर्जा को चैनल करने के प्रारंभिक प्रयासों ने फोटोवोल्टिक कोशिकाओं और बैटरी को अलग-अलग संस्थाओं के रूप में इस्तेमाल किया।सौर ऊर्जा को फोटोवोल्टिक कोशिकाओं द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप बैटरी में रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत किया जाता है।इन बैटरियों में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग तब इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जाता है।एक घटक से दूसरे घटक में ऊर्जा का यह रिले, उदाहरण के लिए, फोटोवोल्टिक सेल से बैटरी तक, ऊर्जा में कुछ नुकसान होता है।ऊर्जा हानि को रोकने के लिए, बैटरी के अंदर ही प्रकाश संवेदनशील घटकों के उपयोग की खोज की ओर एक बदलाव किया गया था।बैटरी के भीतर प्रकाश संवेदनशील घटकों को एकीकृत करने में पर्याप्त प्रगति हुई है जिसके परिणामस्वरूप अधिक कॉम्पैक्ट सौर बैटरी का निर्माण हुआ है।
हालांकि डिजाइन में सुधार हुआ है, मौजूदा सौर बैटरी में अभी भी कुछ कमियां हैं।विभिन्न प्रकार की सौर बैटरी से जुड़े इन नुकसानों में शामिल हैं: पर्याप्त सौर ऊर्जा का उपयोग करने की क्षमता में कमी, कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग जो बैटरी के अंदर प्रकाश संवेदनशील कार्बनिक घटक को खराब कर सकता है, और साइड उत्पादों का निर्माण जो बैटरी के निरंतर प्रदर्शन में बाधा डालता है दीर्घकालिक।
इस अध्ययन में, अमर कुमार ने नई प्रकाश संवेदनशील सामग्री का पता लगाने का फैसला किया जो लिथियम को भी शामिल कर सकती है और एक सौर बैटरी का निर्माण कर सकती है जो रिसाव-सबूत होगी और परिवेश की स्थितियों में कुशलता से काम करेगी।सौर बैटरी जिसमें दो इलेक्ट्रोड होते हैं, आमतौर पर एक स्थिर घटक के साथ भौतिक रूप से मिश्रित इलेक्ट्रोड में एक प्रकाश संवेदनशील डाई शामिल होती है जो बैटरी के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को चलाने में मदद करती है।एक इलेक्ट्रोड जो दो सामग्रियों का एक भौतिक मिश्रण है, इलेक्ट्रोड के सतह क्षेत्र के इष्टतम उपयोग पर सीमाएं हैं।इससे बचने के लिए, टीएन नारायणन के समूह के शोधकर्ताओं ने एकल इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करने के लिए प्रकाश संवेदनशील MoS2 (मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड) और MoOx (मोलिब्डेनम ऑक्साइड) का एक हेटरोस्ट्रक्चर बनाया।एक हेटरोस्ट्रक्चर होने के नाते जिसमें MoS2 और MoOx को एक रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक द्वारा एक साथ जोड़ा गया है, यह इलेक्ट्रोड सौर ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए अधिक सतह क्षेत्र की अनुमति देता है।जब प्रकाश किरणें इलेक्ट्रोड से टकराती हैं, तो प्रकाश संवेदनशील MoS2 इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करता है और साथ ही रिक्त स्थान बनाता है जिसे होल कहा जाता है।MoOx इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को अलग रखता है, और इलेक्ट्रॉनों को बैटरी सर्किट में स्थानांतरित करता है।
यह सौर बैटरी, जो पूरी तरह से खरोंच से इकट्ठी की गई थी, नकली सौर प्रकाश के संपर्क में आने पर अच्छी तरह से संचालित होती पाई गई।इस बैटरी में प्रयुक्त हेटरोस्ट्रक्चर इलेक्ट्रोड की संरचना का बड़े पैमाने पर ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ भी अध्ययन किया गया है।अध्ययन के लेखक वर्तमान में उस तंत्र का पता लगाने की दिशा में काम कर रहे हैं जिसके द्वारा MoS2 और MoOx लिथियम एनोड के साथ मिलकर काम करते हैं जिसके परिणामस्वरूप करंट उत्पन्न होता है।हालांकि यह सौर बैटरी प्रकाश के साथ प्रकाश संवेदनशील सामग्री के उच्च अंतःक्रिया को प्राप्त करती है, लेकिन लिथियम आयन बैटरी को पूरी तरह से रिचार्ज करने के लिए वर्तमान के इष्टतम स्तर का उत्पादन करना अभी बाकी है।इस लक्ष्य को ध्यान में रखते हुए, टीएन नारायणन की प्रयोगशाला यह पता लगा रही है कि इस तरह के हेटरोस्ट्रक्चर इलेक्ट्रोड वर्तमान सौर बैटरी की चुनौतियों का समाधान करने का मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं।
पोस्ट करने का समय: मई-11-2022