විදු නැන නුවණ – Science Literacy for All

සූර්ය බලයෙන් පණ ගැන්වෙන දෙමුහුන් සූර්ය බැටරියක්

මේ ඉලෙක්ට්‍රොන අන්වීක්ෂ ඡායාරූපයේ ලොකු කර ඇති කොටසින් පෙනෙන්නේ නැනෝමිටර් ප්‍ර‍මාණයේ ක්ෂුද්‍ර‍ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ් පොලු යොදා බැටරියේ මතු පිට ගෝස් ආවරණයක් පිහිටා ඇති අයුරියි. ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ් පොලු වලින් සූර්යාලෝකය අවශෝෂණය කරන අතර ගෝස් ආවරණය වායු සංසරණයකිරීම පහසු කරවයි.

සූර්යකෝෂ භාවිතයෙන් විදුලිය නිපදවා ගත හැකි බව අපි කවුරුත් පාහේ දන්නා කරුණකි. එහෙත් සූර්යකෝෂ භාවිතයේ දී නිපදවා ගන්නා විදුලිය ගබඩා කර තබා ගැනීමට බාහිරින් සම්බන්ධ කෙරන බැටරියක අවශ්‍යතාව මතුවෙයි. මෙම ගැටළුවට ලාභදායී ප‍්‍රායෝගික විසදුමන් සපයමින් ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ඔහියෝ සරසවියේ පර්යේෂකයන් පිරිසක් සූර්යකෝෂ හා බැටරියක් එක්තැන් කරමින් නව දෙමුහුන් උපකරණයක් නිපදවීමට සමත්වෙති. එය ලෝකයේ ප‍්‍රථම සූර්ය බැටරියයි.

දැනට භාවිත කරන සූර්ය කෝෂ ක‍්‍රමයේදී අදාල  අංග ඇතුළු සූර්යකෝෂ පැනලයකට මෙන්ම අමතරව බැටරියකට ද වියදම් දැරීමට සිදුවෙයි. එහෙත් නව දෙමුහුන් බැටරියෙන් විදුලි බලය නිපදවීම සහ ගබඩාකිරීම යන කාර්යයන් දෙකම එකවර ඉටුවන නිසා නිපදවෙන්  බලශක්තියෙන් සියයට 25 ක ඉතිරියක් කර ගත හැකි යයි ඔහියෝ සරසවියේ රසායන විද්‍යා සහ ජෛවරසායන විද්‍යා මහාචාර්ය යීයිං වූ (Yiying Wu)  ඇතුඵ විද්‍යාඥයින් පිරිස විශ්වාස කරති.

දැනට භාවිතා කරන සූර්යකෝෂ පැනලයක නිපදවෙන විදුලිය, ගබඩා කිරීම සඳහා බාහිර බැටරියකට යැවීමේදී සූර්ය පැනලය මගින් නිපදවන විදුලි ශක්තියෙන් බැටරියේ ගබඩා කළ හැකි වන්නේ 80 % ක ප‍්‍රමාණයක් පමණක් බව පවසන පර්යේෂකයෝ ඉතිරිය අපතේ යන බව පෙන්වා දෙති. නව දෙමුහුන් සූර්ය බැටරිය මගින් නිපදවා ගන්නා ශක්තිය එතුළම ගබඩා වන නිසා ශක්තිය අපතේ යාමක් සිදු නොවේ. කාලයක් තිස්සේ විසඳා ගැනීමට නොහැකිව තිබූ සූර්ය බල ශක්තියේ කාර්යක්ෂමතාවය පිළිබඳ  ගැටලූවට ද මෙමගින් විසඳුමක් ලැබී ඇති බව පර්යේෂකයින්ගේ අදහසයි.

නව දෙමුහුන් සූර්ය බැටරිය සැලසුම් කිරීමේදී මහාචාර්ය යීයිං වූ ඇතුළු පිරිසක් විසින්ම මෙයට කලින් නිපදවන ලද අධි කාර්යක්ෂම වායු බල බැටරියේ සැලැස්ම උපයෝගි කරගෙන තිබේ. නව දෙමුහුන් සූර්ය බැටරිය ආරෝපණය වීමට සූර්යාලෝකය මෙන්ම වාතයද අවශ්‍ය වෙයි. එබැවින් මෙහිදී වාතයට එහා මෙහා හුවමාරු විය හැකි ආකාරයේ සූර්යකෝෂ පැනලයක් යොදා ගත යුතු විය. එහිදී ඔවුන්ට අභියෝගයක් වූයේ භාවිතයේ ඇති සූර්යකෝෂ පැනල ඝන අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවලින් තනා තිබීම නිසා  පිටතින් වාතය බැටරිය තුලට ගෙන ඒමට නොහැකිවීමයි. එහෙයින් වාතය හුවමාරුවීමට හැකිවන පරිදි දැලක ආකාරයේ  නව සූර්යකෝෂ පැනලයක් පර්යේෂකයෝ සැලසුම් කළහ. එය නිම වී ඇත්තේ ටයිටේනියම් ලෝහයෙන් නිමවුණු සිහින් කම්බි දැලකිනි. මේ දැලට ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඞ් වලින් තැනු  තනකොල මෙන් සහින් සිරස් කූරු සවි කර ඇත.  ඒනිසා  පහසුවෙන් සූර්යාලෝකය ග‍්‍රහණය කර ගන්නා අතර වාතයට දැල හරහා පහසුවෙන් ගමන් කිරීමට හැකියාව සැලසුණි. දෙමුහුන් සූර්ය බැටරියේ වැදගත්ම සොයා ගැනීම වූයේ මේ කම්බි දැලයි.

සාමාන්‍ය සූර්යකෝෂ පැනලයක් බැටරියක් හා සම්බන්ධ කිරීමට ඉලෙක්ට්‍රෝඩ හතරක් අවශ්‍ය වෙයි. එහෙත් මෙම විද්‍යාඥයින් පවසන්නේ ඔවුන්ගේ දෙමුහුන් සූර්ය බැටරියට අවශ්‍ය වන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ තුනක් පමණක් බවයි. මෙහිදි කම්බි දැල් සූර්යකෝෂ පැනලය පළමු ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස ක‍්‍රියා කරයි. ඊට යටින් තබා ඇති තුනී සවිවර කාබන් තහඩුව හා ලිතියම් තහඩුව පිළිවෙළින්  දෙවන හා තෙවන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ලෙස කි‍්‍රයා කරයි. මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන එහා මෙහා ගෙනයාමට හැකි විද්‍යුත් විච්ඡේද්‍යයක් (electrolyte) යොදා තිබේ. විද්‍යුත් විච්ඡේද්‍යයක් යනු එහි අඩංගු ධන හා ඍණ අයන වාහක ලෙස යොදාගෙන විදුලිය සන්නයනය කර යැවිය හැකි මාධ්‍යයකි.

සූර්ය බැටරිය ක‍්‍රියාත්මක වන්නේ  සූර්යාලෝකය කම්බි දැල්  සූර්ය පැනලයට පතිත වූ විට එමගින් ඉලෙක්ට්‍රෝන නිපදවීමට පටන් ගැනීමෙනි.  එසේ නිපදවන ඉලෙක්ට්‍රෝන සූර්ය බැටරිය ඇතුළත ඇති ලිතියම් පෙරොක්සයිඞ්, ලිතියම් අයන හා ඔක්සිජන් වලට බිඳ දමයි. අනතුරුව බැටරියෙන් ඔක්සිජන් වායුව වායුගෝලයට පිටවෙයි. ඒසමග ලිතියම් අයන ලිතියම් ලෝහය ලෙස බැටරියේ තැන්පත් වෙයි. මේ වන විට බැටරිය  ආරෝපණය වී ඇත. බැටරියෙන් විදුලිය ලබා ගැනීමේදී එය විසර්ජනය වෙයි. විසර්ජනයේදී එය වායුගෝලයේ ඇති ඔක්සිජන් ලබා ගෙන රසායනික  ක‍්‍රියාවලියක් මගින් බැටරියේ ඇති ලිතියම් ලෝහය නැවත ලිතියම් පෙරොක්සයිඞ් බවට පත් කරයි. විද්‍යුත් විච්ඡේද්‍යය නිසා බැටරි ඉලෙක්ට්‍රෝඩ හා කම්බි දැල් සූර්ය පැනලය අතර නොකඩවා ඉලෙක්ට්‍රෝන ප‍්‍රවාහනය සිදු කරන බැවින් යටකී ආකාරයේ විදුලි න්ෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය චක්‍රානුකාරව සිදුවෙයි.

මෙම සූර්ය බැටරිය තව දුරටත් වැඩි දියුණු කිරීම පර්යේෂකයන්ගේ බලාපොරෙත්තුවයි.

 

Science Daily හි පළවු Batteries included: A solar cell that stores its own power ලිපිය ආශ‍්‍රයෙන් සකස් කළේ චන්දන තෙන්නකෝන්

ප්‍රතිචාරයක් ලබාදෙන්න

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ WordPress.com ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Twitter picture

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Twitter ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Facebook photo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Facebook ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Google+ photo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Google+ ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Basic HTML is allowed. Your email address will not be published.

Subscribe to this comment feed via RSS

%d bloggers like this: