क्लेम्सन के शोधकर्ता भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए वायरलेस ऊर्जा उत्पादन में नया आधार बनाते हैं

क्लेम्सन के नैनोमटेरियल्स इंस्टीट्यूट (सीएनआई) के शोधकर्ताओं ने त्रिकोणीयता, एक हरित ऊर्जा स्रोत का उपयोग करके दुनिया को वायरलेस रूप से शक्ति प्रदान करने के लिए एक कदम करीब हैं।

लगभग एक साल पहले, CNI में एक भौतिक विज्ञानी की टीम ने अल्ट्रा-सिंपल ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर (U-TENG) का आविष्कार किया था। U-TENG प्लास्टिक और टेप से बना एक छोटा उपकरण है जो गति और कंपन से बिजली उत्पन्न करता है । पैरों को ताली या टैप करके यह वोल्टेज उत्पन्न करता है जो बाहरी सर्किट द्वारा आगे प्राप्त होता है और चार्ज होने तक कैपेसिटर या बैटरी में संग्रहीत होता है।

लगभग नौ महीने बाद, शोधकर्ताओं ने जर्नल एनर्जी एनर्जी मटेरियल में एक पेपर प्रकाशित किया, जिसमें कहा गया कि उन्होंने एक वायरलेस TENG या W-TENG बनाया है। W-TENG को भी U-TENG के ही शोधकर्ताओं ने बनाया है। डब्ल्यू-टेंग में प्लास्टिक को ग्रेफीन (ग्रेफाइट लेड की एक परत) और पॉलीलेक्टिक एसिड (पीएलए) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। पीएलए सकारात्मक और नकारात्मक आरोपों को अलग करने में बेहतर है लेकिन बिजली के संचालन में नहीं, इस वजह से शोधकर्ताओं ने इसे ग्राफीन के साथ जोड़ा। Kapton टेप जो U-TENG की बिजली हथियाने वाली सामग्री है, W-TENG में टेफ्लॉन के साथ स्वैप की जाती है।

"Sonication" और PLA फाइबर की प्रक्रिया द्वारा ग्राफीन प्राप्त करने और इसे 3-डी प्रिंटर में भरने के बाद, उन्होंने सफलतापूर्वक W-TENG बनाया।

“हम टेफ्लॉन का उपयोग करते हैं क्योंकि इसमें बहुत सारे फ्लोरीन समूह होते हैं जो अत्यधिक इलेक्ट्रोनगेटिव होते हैं, जबकि ग्राफीन-पीएलए अत्यधिक इलेक्ट्रोपोसिटिव होते हैं। यह एक अच्छा तरीका है कि आप रसपान करें और उच्च वोल्टेज बनाएं, ”अध्ययन के संबंधित लेखक और क्लेम्सन में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर रामकृष्ण पोदिला ने कहा।

डब्ल्यू-टेंग अधिकतम 3,000 वोल्ट उत्पन्न करने में सक्षम है जो 25 मानक आउटलेट या एलसीडी मॉनिटर को बिजली देने के लिए पर्याप्त है। उच्च वोल्टेज होने के कारण, डब्ल्यू-टेंग अपने चारों ओर विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है जिसे वायरलेस तरीके से महसूस किया जा सकता है। तो, वायरलेस बिजली को संधारित्र और बैटरी में संग्रहीत किया जा सकता है।

“यह न केवल आपको ऊर्जा दे सकता है, बल्कि आप विद्युत क्षेत्र का उपयोग एक रिमोट के रूप में भी कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप अपने गेराज दरवाजे को खोलने के लिए W-TENG पर टैप कर सकते हैं और इसके इलेक्ट्रिक फील्ड को 'बटन' के रूप में उपयोग कर सकते हैं, या आप एक सुरक्षा प्रणाली को सक्रिय कर सकते हैं - बिना बैटरी के, निष्क्रिय और वायरलेस रूप से, "साई सुनील मल्लिनेनी ने कहा, अध्ययन के पहले लेखक और एक पीएच.डी. भौतिकी और खगोल विज्ञान में छात्र।

डब्ल्यू-टेंग में बाहरी अंतरिक्ष, समुद्र के बीच या यहां तक ​​कि युद्ध के मैदान जैसे प्रचुर अनुप्रयोग हैं। "कई विकासशील देशों को बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, हालांकि हमारे पास ऐसी सेटिंग्स में बैटरी या पावर आउटलेट तक पहुंच नहीं हो सकती है, और टीम के आविष्कार के लिए एक निश्चित परोपकारी उपयोग है," पोडिला ने कहा। "डब्ल्यू-तेंग इन क्षेत्रों में ऊर्जा उत्पन्न करने के स्वच्छ तरीकों में से एक हो सकता है।"

क्लेम्सन यूनिवर्सिटी रिसर्च फाउंडेशन के माध्यम से डब्ल्यू-टेंग को पेटेंट कराने की प्रक्रिया में, शोधकर्ता की टीम को फिर से मल्लीनेनी द्वारा निर्देशित किया जाता है। क्लेमसन नैनोमटेरियल्स इंस्टीट्यूट के निदेशक प्रोफेसर अप्पाराव राव ने डब्ल्यू-टेंग को ऊर्जा अनुप्रयोग में एकीकृत करने के लिए औद्योगिक भागीदारों के साथ चर्चा की।

इसके अलावा, औद्योगिक उत्पादन शुरू करने से पहले, पोडिला ने कहा कि टेफ्लॉन को स्वैप करने के लिए अधिक पर्यावरण के अनुकूल इलेक्ट्रोनगोनियल सामग्री के साथ और अधिक शोध करना होगा। सीएनआई के एक अन्य छात्र योंगचांग डोंग ने एमएक्सईएन-टेंग के प्रदर्शन पर काम किया, जो नवंबर 2017 के पास नैनो एनर्जी जर्नल में एक लेख में प्रकाशित हुआ था। सीएनआई के हर्बर्ट बहलो और श्रीपर्णा भट्टाचार्य भी इन अध्ययनों से बाहर हो गए हैं।

क्या डब्ल्यू-टेंग वैकल्पिक, अक्षय ऊर्जा के दायरे में प्रभाव डालेगा? राव ने कहा कि यह अर्थशास्त्र में आएगा।

“हम इसे केवल वैज्ञानिकों के रूप में ही ले सकते हैं; राव के सफल होने के लिए अर्थशास्त्र को डब्ल्यू-टेंग के क्रम में काम करने की जरूरत है।