தூய்மையான ஆற்றல் மற்றும் நீருக்கான ஐஐடி குவஹாட்டியின் MXene கண்டுபிடிப்பு

முன்னேற்றகரமான இரட்டைப் பயன்பாட்டுப் பொருள்

ஐஐடி குவஹாட்டியின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை உற்பத்தி செய்யவும் கடல்நீரைச் சுத்திகரிக்கவும் திறன் கொண்ட ஒரு புதுமையான MXene-அடிப்படையிலான பொருளை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, தூய்மையான ஆற்றல் தேவை மற்றும் பாதுகாப்பான குடிநீர் கிடைப்பது ஆகிய இரண்டு உலகளாவிய சவால்களுக்குத் தீர்வு காண்கிறது.

இந்தப் பொருள் ஒரு திறமையான வினையூக்கியாகச் செயல்பட்டு, மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியைச் சாத்தியமாக்குவதோடு, சூரிய ஆற்றலால் இயங்கும் கடல்நீரை நன்னீராக்கும் செயல்முறைக்கும் துணைபுரிகிறது. இந்த இரட்டைச் செயல்பாடு, நீடித்த தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க படியைக் குறிக்கிறது.

பொது அறிவுத் தகவல்: ஹைட்ரஜன் ஒரு தூய்மையான எரிபொருளாகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் எரிதல் பூஜ்ஜிய கார்பன் உமிழ்வுகளுடன் தண்ணீரை மட்டுமே உருவாக்குகிறது.

MXene பொருள் மற்றும் கட்டமைப்பு முன்னேற்றம்

MXene-கள் என்பவை அதிக மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் மேற்பரப்பு வினைத்திறனுக்காக அறியப்பட்ட இரு பரிமாணப் பொருட்களின் ஒரு வகையாகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்காக மிக மெல்லிய நாடா போன்ற கட்டமைப்புகளை வடிவமைத்துள்ளனர்.

அவர்கள் ருத்தேனியம் அணுக்களை அறிமுகப்படுத்தி, அந்தப் பொருளுக்குள் ஆக்சிஜன் பற்றாக்குறை உள்ள பகுதிகளை உருவாக்கினர். இந்த மாற்றங்கள் மின்னூட்டப் பரிமாற்றத்தை மேம்படுத்தி, வினைத்திறன் மிக்க வினையூக்கத் தளங்களை அதிகரித்ததால், அந்தப் பொருள் அதிக செயல்திறன் மிக்கதாக மாறியது.

நிலையான பொது அறிவு குறிப்பு: கிராஃபீன் மற்றும் MXenes போன்ற இரு பரிமாணப் பொருட்கள் மேம்பட்ட மின்னணுவியல் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஹைட்ரஜன் உற்பத்தித் திறன்

மின்பகுப்பின் போது ஹைட்ரஜன் உருவாக்கும் வினையில் (HER) MXene வினையூக்கி குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறனை வெளிப்படுத்தியது. இது 12 mV என்ற மிகக் குறைந்த மிகை மின்னழுத்தத்தை அடைந்து, வழக்கமான பிளாட்டினம் அடிப்படையிலான வினையூக்கிகளை விட சிறப்பாகச் செயல்பட்டது.

இந்த முன்னேற்றம் ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைத்து, உற்பத்திச் செலவுகளையும் குறைக்கிறது. இதனால் ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் சாத்தியமானதாகிறது. இது பசுமை ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரத்தை நோக்கிய இந்தியாவின் மாற்றத்திற்கு ஆதரவளிக்கிறது.

நிலையான பொது அறிவு உண்மை: பசுமை ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான உலகளாவிய மையமாக மாறுவதற்காக இந்தியா 2021-ல் தேசிய ஹைட்ரஜன் திட்டத்தைத் தொடங்கியது.

சூரிய சக்தியால் இயங்கும் கடல்நீர் சுத்திகரிப்பு அமைப்பு

சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி திறமையான கடல்நீர் சுத்திகரிப்புக்கு இதே பொருள் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த அமைப்பு, நீரின் மேற்பரப்பை மட்டும் வெப்பப்படுத்தும் மிதக்கும் கட்டமைப்பான ஜானஸ் ஆவியாக்கியைப் பயன்படுத்துகிறது.

இது ஒரு மணி நேரத்திற்கு சுமார் 3.2 கிலோ/மீ² ஆவியாதல் விகிதத்தை அடைந்ததுடன், உப்புப் படிவு இல்லாமல் ஐந்து நாட்கள் தொடர்ச்சியாக இயங்கியது. இது நீடித்த மற்றும் குறைந்த பராமரிப்புடன் கூடிய நீர் சுத்திகரிப்பை உறுதி செய்கிறது.

பொது அறிவு குறிப்பு: இந்தியா போன்ற நீண்ட கடற்கரைகளைக் கொண்ட நாடுகளுக்கு, குறிப்பாக நீர் பற்றாக்குறை உள்ள பகுதிகளில், கடல்நீரை குடிநீராக்குதல் மிகவும் முக்கியமானது.

மேம்பட்ட பொருள் பொறியியலின் தாக்கம்

ஆக்சிஜன் வெற்றிடப் பொறியியல் மற்றும் உலோக அணு ஒருங்கிணைப்பு மூலம் வினையூக்கியின் செயல்திறன் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இந்த மாற்றங்கள் வினையூக்க நிலைத்தன்மை மற்றும் செயல்பாடு ஆகிய இரண்டையும் மேம்படுத்துகின்றன.

மேலும், இந்தப் பொருள் வலுவான ஒளிவெப்ப மாற்றத்தைக் காட்டுகிறது, அதாவது இது சூரிய ஒளியைத் திறமையாக வெப்பமாக மாற்றுகிறது. இந்தப் பண்பு கடல்நீர் குடிநீராக்கம் மற்றும் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செயல்முறைகள் ஆகிய இரண்டிற்கும் இன்றியமையாதது.

இந்தப் புத்தாக்கம், மேம்பட்ட பொருள் அறிவியலில் இந்தியாவின் வளர்ந்து வரும் திறனையும், தூய்மையான தொழில்நுட்பத் தீர்வுகளில் முன்னணியில் இருப்பதற்கான அதன் ஆற்றலையும் எடுத்துக்காட்டுகிறது.

நிலையான உஸ்தாதியன் நடப்பு நிகழ்வுகள் அட்டவணை