Tuesday, March 06, 2007

പുത്തന്‍ ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സുമായി ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്‍

താപോര്‍ജ്ജം നേരിട്ടു വൈദ്യുതിയാക്കാനുള്ള നാനോവിദ്യ ഇന്ത്യന്‍വംശജനായ അരുണ്‍ മജൂംദാര്‍ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നു. പ്ലാസ്റ്റിക്കുപോലുള്ള വൈദ്യുതജനറേറ്ററുകളുടെ സൃഷ്ടിക്കും, ഊര്‍ജ്ജനഷ്ടം തടഞ്ഞ്‌ ആഗോളതാപനം പരിമിതപ്പെടുത്താനും സഹായിക്കുന്ന സുപ്രധാന കണ്ടെത്താലണിത്‌

താപോര്‍ജ്ജത്തെ നേരിട്ട്‌ വൈദ്യുതിയാക്കുക. ഊര്‍ജ്ജമേഖലയിലെ ഏറ്റവും വലിയ സ്വപ്‌നങ്ങളിലൊന്നാണത്‌. ഈ സ്വപ്‌നം യാഥാര്‍ത്ഥമാക്കാന്‍ ഇന്ത്യന്‍വംശജനായ അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകന്‍ അരുണ്‍ മജൂംദാറും സംഘവും പുതിയൊരു മാര്‍ഗ്ഗം കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നു. ലോഹങ്ങളുടെ നാനോകണങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍ കുടുക്കിയിട്ട ഓര്‍ഗാനിക്‌ തന്മാത്രകളെ ചൂടാക്കി വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കാം എന്നാണ്‌ അവര്‍ തെളിയിച്ചത്‌. പുതിയൊരു ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സിലേക്കുള്ള നാഴികക്കല്ലാണ്‌ ഈ കണ്ടുപിടിത്തമെന്ന്‌ വിലയിരുത്തപ്പെടുന്നു.

നിലവില്‍ താപോര്‍ജ്ജത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌ പരോക്ഷരീതിയാണ്‌. കല്‍ക്കരിയും പെട്രോളും പോലുള്ള ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങള്‍ കത്തിച്ച്‌ വെള്ളം നീരാവിയാക്കി, അതുപയോഗിച്ച്‌ ടര്‍ബന്‍ കറക്കി ജനറേറ്റര്‍ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിച്ച്‌ വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കുന്നു. ഈ മാര്‍ഗ്ഗത്തിന്റെ പോരായ്‌മ, വലിയൊരളവ്‌ താപോര്‍ജ്ജം പ്രയോജനമില്ലാതെ നഷ്ടമാകുന്നു എന്നതാണ്‌. മാത്രമല്ല, ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങള്‍ കത്തിക്കുമ്പോള്‍ പുറത്തു വരുന്ന ഹരിതഗൃഹവാതകമായ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്‌സയിഡ്‌ ഭൂമിക്ക്‌ വലിയ ഭീഷണിയുമാണ്‌. ആഗോളതാപനത്തിന്‌ മുഖ്യകാരണം ഈ വാതകവ്യാപനമാണ്‌.

ഊര്‍ജ്ജം കൂടാതെ ലോകം ചലിക്കില്ല. എന്നാല്‍, ഊര്‍ജ്ജോത്‌പാദനം ഭൂമിയെ അപകടത്തിലേക്ക്‌ തള്ളിവിടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതൊരു ധര്‍മസങ്കടമാണ്‌. ഈ അവസ്ഥയില്‍നിന്ന്‌ പുറത്തുകടക്കാനും ഊര്‍ജ്ജനഷ്ടം ഒഴിവാക്കാനും ശാസ്‌ത്രലോകം തീവ്രശ്രമത്തിലാണ്‌. അത്തരം നീക്കങ്ങള്‍ക്കു പുത്തന്‍ പ്രതീക്ഷ പകരുന്നു പ്രൊഫ. മജൂംദാറും സംഘവും നടത്തിയ കണ്ടെത്തല്‍. ബെര്‍ക്കിലിയില്‍ കാലിഫോര്‍ണിയ സര്‍വകലാശാലയിലെ മെക്കാനിക്കല്‍ എഞ്ചിനിയറിങ്‌ പ്രൊഫസറാണ്‌ പ്രൊഫ.മജൂംദാര്‍. മറ്റൊരു ഇന്ത്യന്‍വംശജന്‍ കൂടി ഗവേഷകസംഘത്തിലുണ്ട്‌; ഗവേഷണ വിദ്യാര്‍ത്ഥിയായ പ്രമോദ്‌ റഡ്ഡി.

ലോകത്തുപയോഗിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ 90 ശതമാനവും(താപവൈദ്യുത നിലയങ്ങളില്‍ മുതല്‍ വാഹനഎഞ്ചിനുകളില്‍ വരെ) താപോര്‍ജ്ജത്തെ പരോക്ഷരീതി വഴി പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്‌താണ്‌ ഉണ്ടാക്കുന്നത്‌. ഈ പ്രക്രിയയിലെല്ലാം വലിയൊരളവ്‌ താപം പുറത്തേക്ക്‌ വ്യാപിച്ച്‌ നഷ്ടപ്പെടുന്നു. "ഒരു വാട്ട്‌(watt) വൈദ്യുതിക്ക്‌ മൂന്നു വാട്ടിന്‌ തുല്ല്യമായ താപോര്‍ജ്ജം വേണമെന്നാണ്‌ കണക്ക്‌. എന്നുവെച്ചാല്‍, ഓരോ വാട്ട്‌ താപവൈദ്യുതി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുമ്പോഴും രണ്ട്‌ വാട്ടിനു തുല്യമായ താപോര്‍ജ്ജം ആര്‍ക്കും പ്രയോജനമില്ലാതെ നഷ്ടമാകുന്നു"-പ്രൊഫ. അരുണ്‍ മജുംദാര്‍ അറിയിക്കുന്നു. "നഷ്ടമാകുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ ചെറിയൊരളവ്‌ കൂടി വൈദ്യുതിയാക്കുനുള്ള ക്ഷമതയുണ്ടായാല്‍, അത്‌ ഇന്ധനച്ചെലവില്‍ വലിയ ലാഭവും കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്‌സയിഡ്‌ വ്യാപനത്തില്‍ വലിയ കുറവുമുണ്ടാക്കും"-പ്രൊഫ.മജുംദാര്‍ പറയുന്നു.

താപത്തെ നേരിട്ടു വൈദ്യുതിയായി പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യുകയാണ്‌ ഊര്‍ജ്ജനഷ്ടം ഒഴിവാക്കാനുള്ള ഒരു മാര്‍ഗ്ഗം. ഇതിനാണ്‌ താപവൈദ്യുത പരിവര്‍ത്തകങ്ങള്‍(thermoelectric converters) ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. കഴിഞ്ഞ 50 വര്‍ഷമായി ഈ മേഖലയിലെ ഒരു മുഖ്യഗവേഷണ പ്രവര്‍ത്തനമാണ്‌, ക്ഷമതയേറിയ ഇത്തരം പരിവര്‍ത്തകങ്ങള്‍ രൂപപ്പെടുത്തുകയെന്നത്‌. വ്യത്യസ്‌ത താപനിലയില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന രണ്ട്‌ ലോഹങ്ങള്‍ ചേരുന്ന സന്ധി(junction)യില്‍ ഒരു വോള്‍ട്ടേജ്‌ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന പ്രതിഭാസത്തിന്‌ 'സീബെക്‌ ഇഫക്ട്‌' (Seebeck effect) എന്നാണ്‌ പേര്‌. ഈ പ്രതിഭാസമുപയോഗിച്ചാണ്‌ താപവൈദ്യുത പരിവര്‍ത്തകങ്ങള്‍ രൂപപ്പെടുത്തുന്നത്‌.
പക്ഷേ, ഈ മാര്‍ഗ്ഗത്തില്‍ നിര്‍മിക്കുന്ന താപാവൈദ്യുത ജനറേറ്ററുകളുടെ പ്രവര്‍ത്തനക്ഷമത വെറും ഏഴുശതമാനം മാത്രമാണ്‌. പരമ്പരാഗത താപയന്ത്രങ്ങളുടെ ക്ഷമത 20 ശതമാനമാണെന്നോര്‍ക്കുക. മാത്രല്ല, താപവൈദ്യുത പരിവര്‍ത്തകങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കാനുപയോഗിക്കുന്ന ബിസ്‌മത്ത്‌, ടെലൂറിയം തുടങ്ങിയ ലോഹങ്ങളുടെ ലഭ്യതക്കുറവും വലിയ വിലയും അവ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്‌ തടസ്സമാകുന്നു. എന്നാല്‍, 'സീബെക്‌ ഇഫക്ട്‌' ആദ്യമായി ഓര്‍ഗാനിക്‌ തന്മാത്രയില്‍ സൃഷ്ടിക്കാനായി എന്നതാണ്‌, പ്രൊഫ.മജൂംദാറും സംഘവും നടത്തിയ കണ്ടെത്തലിന്റെ പ്രത്യേകത. സുലഭമായി ലഭിക്കുന്ന വിലകുറഞ്ഞ വസ്‌തുക്കളെ ഈ രീതിയില്‍ വൈദ്യുതിയുത്‌പാദനത്തിന്‌ ഉപയോഗിക്കാന്‍ വഴിതുറക്കുകയാണ്‌ ഈ കണ്ടുപിടിത്തം.

യഥാക്രമം ബെന്‍സനെഡിഥിയോള്‍(benzenedithiol), ഡൈബെന്‍സനെഡിഥിയോള്‍(dibenzedithiol), ട്രൈബെന്‍സനെഡിഥിയോള്‍(tribenzenedithiol) എന്നീ ഓര്‍ഗാനിക്‌ സംയുക്തങ്ങളോരോന്നും രണ്ട്‌ സ്വര്‍ണഇലക്ട്രോഡുകളില്‍ പൂശിയ ശേഷം അവ ചൂടാക്കിയാണ്‌ പ്രൊഫ.മജൂംദാറും സംഘവും പഠനം നടത്തിയത്‌. ഓരോ ഡിഗ്രി സെല്‍സിയസ്‌ ഊഷ്‌മാവ്‌ വ്യത്യാസത്തിലും, ആദ്യത്തെ ഓര്‍ഗാനിക്‌ സംയുക്തത്തില്‍ 8.7 മൈക്രോവോള്‍ട്ടും, രണ്ടാമത്തേതില്‍ 12.9 മൈക്രോവോള്‍ട്ടും, മൂന്നാമത്തേതില്‍ 14.2 മൈക്രോവോള്‍ട്ടും രൂപപ്പെടുന്നതായി ഗവേഷകര്‍ കണ്ടു- 'സയന്‍സ്‌' ഗവേഷണവാരിക പ്രസിദ്ധീകരിച്ച റിപ്പോര്‍ട്ട്‌ പറയുന്നു. പരമാവധി 30 ഡിഗ്രിസെല്‍സിയസ്‌ വ്യത്യാസം വരെയാണ്‌ പരീക്ഷിച്ചത്‌.

"തീര്‍ച്ചയായും ഇതൊരു ചെറിയ ഇഫക്ട്‌ മാത്രമാണ്‌. പക്ഷേ, ഓര്‍ഗാനിക്‌ തന്മാത്രകളെ താപവൈദ്യുതിയുത്‌പാനത്തിന്‌ പ്രയോജനപ്പെടുത്താനുള്ള ആദ്യനീക്കമെന്ന നിലയ്‌ക്ക്‌ ഇത്‌ വളരെ അര്‍ത്ഥവത്താണ്‌"-കാലിഫോര്‍ണിയ സര്‍വകലാശാലയ്‌ക്കു കീഴിലെ അപ്ലൈഡ്‌ സയന്‍സ്‌ ആന്‍ഡ്‌ ടെക്‌നോളജി പ്രോഗ്രാമില്‍ ഗവേഷണ വിദ്യാര്‍ത്ഥിയായ പ്രമോദ്‌ റഡ്ഡി പറയുന്നു. വിവിധ ലോഹങ്ങളെയും ഓര്‍ഗാനിക്‌ തന്മാത്രകളെയും ജോടി ചേര്‍ത്ത്‌ ഗവേഷണം തുടരാനാണ്‌ സംഘത്തിന്റെ പരിപാടി. അതുവഴി ചിലവുകുറഞ്ഞ, പ്ലാസ്റ്റിക്‌ പോലുള്ള വൈദ്യുതജനറേറ്ററുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കാമെന്ന്‌ ഗവേഷകര്‍ കരുതുന്നു.(അവലംബം: ബര്‍ക്കലിയില്‍ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ്‌ കാലഫോര്‍ണിയയുടെ പത്രക്കുറിപ്പ്‌, സയന്‍സ്‌ ഗവേഷണ വാരിക)

5 comments:

JA said...

പരോക്ഷമാര്‍ഗ്ഗത്തിലൂടെ താപോര്‍ജ്ജത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കുന്നതാണ്‌ നിലവിലുള്ള രീതി. താപവൈദ്യുത ജനറേറ്ററുകളും ഓട്ടോമൊബൈല്‍ എഞ്ചിനുകളും വന്‍തോതില്‍ ഊര്‍ജ്ജം നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നു. അത്‌ പരിഹരിക്കാനും താപത്തില്‍ നിന്ന്‌ നേരിട്ട്‌ വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കാനുമുള്ള ഒരു സുപ്രധാന കണ്ടെത്തല്‍ ഇന്ത്യക്കാരനായ അരുണ്‍ മജൂംദാറും സംഘവും നടത്തിയിരിക്കുന്നു.

Sul | സുല്‍ said...

ഉപകാരപ്രദമായ ലേഖനം.

-സുല്‍

പൊതുവാള് said...

ലോകോപകാരപ്രദങ്ങളായ പുത്തന്‍ കണ്ടെത്തലുകള്‍ ഉണ്ടാവട്ടെ മൃതപ്രായയായി ജീവിച്ചിരിക്കെത്തന്നെ ചരമഗീതമെഴുതപ്പെട്ട നമ്മുടെ ഭൂമാതാവിന്റെ രക്ഷയ്ക്കായി.

ശാസ്ത്രലോകത്തുണ്ടാകുന്ന പുതുചലനങ്ങള്‍ക്ക് കാതോര്‍ത്ത് അവയൊക്കെയിങ്ങനെ ഞങ്ങള്‍ക്കു മുന്നിലെത്തിക്കാന്‍ താങ്കള്‍ക്കും ശേഷിയുണ്ടാകട്ടെ എന്നും പ്രാര്‍ത്ഥിക്കുന്നു.

ഷിജു അലക്സ്‌‌: :Shiju Alex said...

ജോസഫ് ചേട്ടാ
എനിക്ക് ഒരു മെയില്‍ അയക്കാമോ? എന്റെ ഇമെയില്‍ ഐഡി
shijualexonline@gmail.com
ഷിജു

qw_er_ty

G.manu said...

good article......nano will be world nanni........lets hope so