બેટરી વગર ચાલતી ડિવાઇસે શરૂ કર્યો ટેક્નોલોજીનો નવો યુગ! : હવે માત્ર સૂર્યપ્રકાશથી ચાર્જ થઈ શકશે ગેજેટ્સ

કલ્પના કરો કે તમારા મોબાઇલ ફોન, સ્માર્ટ ડિવાઇસ અથવા અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ગેજેટ્સને ચાર્જ કરવા માટે ન તો વીજળીની જરૂર પડે અને ન તો બેટરીની. માત્ર સૂર્યપ્રકાશ જ ઊર્જાનો સ્ત્રોત બની જાય અને ડિવાઇસ સતત કાર્યરત રહે. આ વિચાર અત્યાર સુધી વિજ્ઞાન કલ્પના જેવો લાગતો હતો, પરંતુ હવે જાપાનના સંશોધકોએ એવી ટેક્નોલોજી વિકસાવી છે જે આ દિશામાં મહત્વપૂર્ણ પગલું સાબિત થઈ શકે છે. ઓસાકા મેટ્રોપોલિટન યુનિવર્સિટીના વૈજ્ઞાનિકોએ એક નવી પ્રકારની Artificial Photosynthesis System વિકસાવી છે, જે બેટરી વગર પણ સૂર્યપ્રકાશમાંથી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે અને તેને ઉપયોગી ફ્યુઅલના રૂપમાં સંગ્રહિત કરી શકે છે. આ સંશોધન ભવિષ્યમાં સ્વચ્છ ઊર્જા અને ઘરેલુ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે ગેમચેન્જર સાબિત થઈ શકે છે.

છોડની જેમ કામ કરતી આર્ટિફિશિયલ ફોટોસિન્થેસિસ ટેક્નોલોજી

પ્રકૃતિમાં છોડ સૂર્યપ્રકાશ, પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડની મદદથી પોતાનો ખોરાક બનાવે છે. આ પ્રક્રિયાને ફોટોસિન્થેસિસ કહેવાય છે. હવે વૈજ્ઞાનિકોએ આ જ સિદ્ધાંતને ટેક્નોલોજીમાં રૂપાંતરિત કરવાનો પ્રયાસ કર્યો છે. Artificial Photosynthesis એવી ટેક્નોલોજી છે જે સૂર્યપ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ઉપયોગી ઊર્જા અથવા ક્લીન ફ્યુઅલમાં પરિવર્તિત કરે છે.

આ પ્રક્રિયામાં Formic Acid નામનું એક મહત્વપૂર્ણ કેમિકલ ઉત્પન્ન થાય છે. વૈજ્ઞાનિકોના જણાવ્યા અનુસાર ફોર્મિક એસિડ ભવિષ્યમાં ઊર્જા સંગ્રહ અને સ્વચ્છ ઇંધણ તરીકે મહત્વની ભૂમિકા ભજવી શકે છે. આ ટેક્નોલોજીનો મુખ્ય હિસ્સો Electrolyzer છે, જે સોલાર સેલ્સથી મળતી વીજ ઊર્જાને રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે અને તેને ફ્યુઅલના રૂપમાં સંગ્રહિત કરે છે.

MPPT ટેક્નોલોજી શું છે અને તેનું મહત્વ શું છે?

સૂર્યપ્રકાશ દિવસભર એકસરખો રહેતો નથી. ક્યારેક વાદળો, હવામાન અથવા સમયના કારણે તેની તીવ્રતા ઘટે-વધે છે. આવી સ્થિતિમાં સોલાર આધારિત સિસ્ટમને સતત અસરકારક રીતે કાર્યરત રાખવી એક મોટો પડકાર બને છે.

આ સમસ્યાનો ઉકેલ Maximum Power Point Tracking (MPPT) નામની ટેક્નોલોજી દ્વારા કરવામાં આવે છે. MPPT સતત વોલ્ટેજ અને કરંટને નિયંત્રિત કરીને સોલાર સેલ્સમાંથી મહત્તમ ઊર્જા મેળવવામાં મદદ કરે છે. અત્યાર સુધીની પરંપરાગત MPPT સિસ્ટમોમાં બેટરી, કન્વર્ટર અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોની જરૂર પડતી હતી, જેના કારણે ખર્ચ અને જટિલતા બંને વધતા હતા.

નવી ટેક્નોલોજીની સૌથી મોટી ખાસિયત એ છે કે તેમાં MPPT ફંક્શન માટે અલગ બેટરી અથવા કંટ્રોલ સિસ્ટમની જરૂર રહેતી નથી.

કેવી રીતે દૂર થઈ બેટરીની જરૂરિયાત?

ઓસાકા મેટ્રોપોલિટન યુનિવર્સિટીના એસોસિયેટ પ્રોફેસર યાસુઓ માત્સુબારા અને પ્રોફેસર યુતાકા આમાઓની ટીમે Ida Group Holdings સાથે મળીને Electrolyzerની ડિઝાઇનમાં મહત્વપૂર્ણ ફેરફાર કર્યો છે. તેમણે ખાસ પ્રકારના Solid Electrolyteનો ઉપયોગ કરીને એવી સિસ્ટમ વિકસાવી છે જે પોતે જ પોતાની કામગીરીને નિયંત્રિત કરી શકે છે.

આ Electrolyzerને કોઈ બાહ્ય કમ્પ્યુટર, કંટ્રોલર, કન્વર્ટર અથવા બેટરીની જરૂર પડતી નથી. તેના બદલે તે પોતાની અંદર ઉત્પન્ન થતી ગરમી અને વિદ્યુત પ્રતિકારના આધારે પોતાનું કાર્ય આપમેળે એડજસ્ટ કરી શકે છે.

વૈજ્ઞાનિકોના જણાવ્યા મુજબ જેમ જેમ સૂર્યપ્રકાશ વધે છે તેમ Electrolyzerનું તાપમાન પણ વધે છે. આ વધેલી ગરમી ઇલેક્ટ્રિકલ રેઝિસ્ટન્સ ઘટાડે છે, જેના કારણે વીજપ્રવાહ વધુ સરળતાથી વહે છે. પરિણામે સિસ્ટમ કોઈપણ બાહ્ય નિયંત્રણ વિના પોતે જ મહત્તમ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

ભવિષ્યમાં ફોન અને ઘરેલુ ડિવાઇસ ચાર્જ થઈ શકશે

સંશોધકોએ આ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને એક નાના મોડલને સફળતાપૂર્વક ચલાવી બતાવ્યો છે. આ દરમિયાન સિસ્ટમે એટલું ફોર્મિક એસિડ ઉત્પન્ન કર્યું કે તે એક કાર્યરત ડાયોરામાને ઊર્જા પૂરી પાડી શકે. આ પરિણામોએ વૈજ્ઞાનિકોને વિશ્વાસ અપાવ્યો છે કે ભવિષ્યમાં આ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ ઘરેલુ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોને ઊર્જા પૂરી પાડવા માટે થઈ શકે છે.

જો આ ટેક્નોલોજી વ્યાવસાયિક સ્તરે સફળ બને છે તો લોકો સૂર્યપ્રકાશમાંથી ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને સ્માર્ટફોન, સેન્સર્સ, સ્માર્ટ હોમ ડિવાઇસ અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોને ચાર્જ કરી શકશે. ખાસ કરીને જ્યાં વીજળીની ઉપલબ્ધતા મર્યાદિત હોય છે એવા વિસ્તારો માટે આ ટેક્નોલોજી આશીર્વાદ સમાન બની શકે છે.

સ્વચ્છ ઊર્જાના ક્ષેત્રમાં બની શકે છે મોટો ફેરફાર

વિશ્વભરમાં કાર્બન ઉત્સર્જન ઘટાડવા અને સ્વચ્છ ઊર્જાના વિકલ્પો શોધવા માટે સતત પ્રયાસો ચાલી રહ્યા છે. આવી સ્થિતિમાં Artificial Photosynthesis આધારિત સિસ્ટમો પર્યાવરણને અનુકૂળ ઊર્જા ઉત્પાદન માટે મહત્વપૂર્ણ વિકલ્પ બની શકે છે. બેટરી વિના કાર્યરત રહેતી સિસ્ટમો માત્ર ખર્ચ ઘટાડશે નહીં પરંતુ ઇલેક્ટ્રોનિક કચરો ઘટાડવામાં પણ મદદરૂપ બની શકે છે.

વિશેષજ્ઞો માને છે કે જો આ ટેક્નોલોજી મોટા પાયે વિકસાવવામાં આવશે તો ભવિષ્યમાં ઊર્જા સંગ્રહ અને ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિમાં ક્રાંતિકારી પરિવર્તન આવી શકે છે. તે માત્ર ઘરેલુ ઉપયોગ પૂરતી મર્યાદિત નહીં રહે પરંતુ ઔદ્યોગિક અને કોમર્શિયલ ક્ષેત્રોમાં પણ ઉપયોગી સાબિત થઈ શકે છે.