සැමට විදු නැන නුවණ – Science Literacy for All

ශක්ති ප්‍රජාතන්ත්‍රීකරණය: උපරිධාරිත‍්‍රකය(ultracapacitor)

බැටරියට විකල්පයක් වශයෙන් පැමිණි ඔහයිහෝ හි Standard Oil  සමාගමේ රොබට් රයිට්මයර් ‘සුපිරි ධාරිත‍්‍රකය’ ගැන අපි පසුගිය බ‍්‍රහස්පතින්දා ලිපියෙන් සාකච්ඡා කළෙමු. (මෙතැනින් කියවන්න) 1990 ගණන් වල සුපිරි ධාරිත‍්‍රක වානිජ වශයෙන් යථාර්ථයක් බවට පත්ව තිබුණි. ඒවායින්, ක්ෂණික, කෙටිකලක් පවතින උපස්ථ (back-up =අවශ්‍යවූ විට ගත හැකි අතිරේකශක්තිය) ශක්තිය සැපයිණ. ප‍්‍රධාන විදුලිබලය ඇනහිටි විට, පරිගණක ආරක්ෂාකාරීව වසා දැමීමට ඒවා මගින් අවස්ථාව ලැබුණේය. ඒත් ඉතින් සුළු වෙලාකට පරිගණකයකට උපස්ථ බලය සපයීමත් මෝටර් රථයක් බලගැන්වීමත්  එකිනෙකට වෙනස් කතාන්දර බව පැහැදිලිය. දිගු කාලයක් යනතුරුම එහෙමට වෙනසක් සිදු නොවිණ. මෙයට අර්ධ වශයෙන් හේතු වූයේ අර කුතුහලය දනවන ස්පොන්ජි කාබන් ප‍්‍රභවයයි : පොල්!

Image result for coconut husk as carban

‘‘ඒක නම් මේ වාසනාවටම සිද්ධ වෙච්ච දෙයක්’’ සියැටල්හි ශක්ති ගබඩා කිරීමේ සමාගමක් වන EnerG2 හි ප‍්‍රධාන තාක්ෂණ නිළධාරී ඒරන් ෆීවර් ප‍්‍රකාශ කරයි, එය (පොල් කටු) උපරිධාරිත‍්‍රයක(ultracapacitor) ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය බවට පරිණාමය වූයේ නැති බව ඇත්තයි. ඒ වුණාට බොහොම හොඳින් එය යොදා ගැනීමට හැකි වුණා. ‘‘ඔක්සිජන් තොර පෝරණුවක සෙන්ටිග්‍රේඩ් අංශක 600 ක උෂ්ණත්වයකට භාජනය කළ විට කාබන් හැරුණු කොට අනෙකුත් සියළු මූලද්‍රව්‍යයන් ඉන් ඉවත් කිරීමට හැකිවේ. මෙය හඳුන්වනු ලබන්නේ අධි උෂ්ණත්ව වියෝජනය(තාපච්චෙඡ්දනය = pyrolysis) ලෙසයි. එම ක‍්‍රියාදාමය මගින් ලබාගත් කාබන් අනතුරුව, රසායනික වලින් තාපච්චෙඡ්දනය කරන්නේ ඉතා ක්ෂුද්‍ර සිදුරු තුළ කාවැද්දීමටය.

පොල් කාබන් ප‍්‍රභවයක් වශයෙන් කොපමණ ලාභදායීද එසේම පහසුවෙන් සපයාගත හැකිද කීවොත්, වෙනත් විකල්ප ගැන බොහෝ දෙනෙකු එතරම් අවධානයක් යොමු කළේ නැත. 1950 ගණන් වල අග භාගයේ යම් අවධියක දී සුපිරි ධාරිත‍්‍රකය ‘‘උපරිධාරිත‍්‍රකය’’   (ultracapacitor) යනුවෙන් නැවත නම් කරනු ලැබූ නමුත් සිද්ධාන්තය එකම විය.

Image result for backup power for wind turbines

තවද, ඒවා භාවිතා කළ හැකි නව අවස්ථා ද සොයා ගනු ලැබීය. සමහරක් සුළං බල ටර්බයින් සමාගම් බැටරි වෙනුවට හදිසි අවස්ථා විකල්පයක්  ලෙස ඒවා භාවිතා කරයි. ටර්බයින් තල නිරතුරුවම සුළං එන දිශාවට යොමු කළ යුතුවේ. ඒවායේ විදුලි සැපයුම විසන්ධි වුවහොත් ටර්බයින් තල වහා මධ්‍යස්ථ තත්ත්වයකට (neutral position) යළි ආ යුතුය. ඒ වහා පැමිණෙන දැඩි සුළඟින් ටර්බයින වල හානි පැමිණීම හෝ විනාශ වී යාම වළක්වා ගනු පිණිසය. එවැනි අවස්ථාවක දී අධික බලයක් කෙටි වේලාවකට අවශ්‍ය වේ.  උපරි ධාරිත‍්‍රකය  විශේෂ  හපන්කමක් දක්වන්නේ අන්න ඒ කාර්ය  ඉටු කිරීමටයි.

මන්දගාමී බැටරි බරින්ද  වැඩි අතර කොහොමටත් අවසානයේ ආදේශ කිරීමට ද  සිදුවේ. ‘‘ටර්බයින් ක‍්‍රියාත්මක කරාට පස්සේ අපට ඒ ගැන නැවත් නැවත් සොයා බලන්න  ඕන කමක් නැතුව යහතින් ක්‍රියා කරන්නයි  ඕන’’ මැක්ස්වෙල් තාක්ෂණ සමාගමේ (Maxwell Technologies) නිම් මැක්ග‍්‍රාත් පවසයි. මැක්ස්වෙල් උපරිධාරිත‍්‍රක නිපදවන සමාගමකි.

කෙටි කලකට අධි බලයක් සැපයීමට අන්ත ධාරිත‍්‍රකයට ඇති හැකියාව අනෙකුත් ස්ථාන වලදී ප‍්‍රයෝජනවත් ය. චීනයේ හයිබ්‍රිඩ්(දෙමුහුන්) ඞීසල් බස් පෙළ වලට උපරිධාරිත‍්‍රක සවිකර ඇත. තිරිංග තද කිරීමෙන් පසුව රථය ඉතා ඉක්මණින් වේගවත් කිරීම(ත්වරණයට) පිණිස රථයෙහි ඞීසල් එන්ජිම බල ගැන්වීමට එසේ සවිකර ඇති උපරිධාරිත‍්‍රක උපකාරී වේ.

Image result for queen of carbon science

මේ අතරවාරයේ යොදා ගන්නා ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ නවොත්පාදනද දිගටම සිදුවේ. පොල් කටුවලට වඩා වෙනත් වර්ගවල කාබන් වඩාත් හොඳින් ක‍්‍රියා කරන්නේ දැයි 2000 ගණන්වල මැද මැසචුයෙස්ට් තාක්ෂණ ආයතනයේ (Massachusetts Institute of Technology ) ජොයෙල් ෂින්ඩෝල්, ජෝන් කැසනියන් සහ රිකාඩෝ සිඤ්ඤෝරේලි යන තිදෙනා සොයා බැලූහ. අහඹු ලෙස සිදු වූ දෙයක් වූයේ ‘කාබන් විද්‍යාවේ රැජින’ ලෙස දැක්වෙන මිල්ඩ‍්‍රඞ් ඩ්‍රෙසල්හවුස්, සුවිශේෂී ද්‍රව්‍ය සොයා ගැනීමේ ඇගේ ප‍්‍රයත්න සඳහා යොදාගත්  පර්යේෂණාගාරයක් ළඟපාතක තිබීමයි. මේ තුන්කට්ටුවට කාබන් නැනෝ නල ‘වනාන්තරයක්’ ම ගොඩ නැගීමට ඇය උදව් කළාය. මිනිස් කෙස් ගසකට වඩා 10,000 ක වාරයක් කුඩා ශුද්ධ කාබන් සිලින්ඩර වූ ඒවායේ සෑම ග‍්‍රෑමයක් පාසාම වර්ගමීටර 2000 ක වර්ගඵලයකින් යුක්ත විය.

Image result for Ultracapacitors using nanotubes

නැනෝ නල යොදා ගන්නා උපරිධාරිත‍්‍රක සාර්ථකත්වය කරා ළඟා වී ඇත. මෙහිදී කැපී පෙනෙන ආයතනයක් වන්නේ මැසචුසෙට්ස්  තාක්ෂණ ආයතනයේම ජෝන් කූලි විසින් අරමුදල් සපයනු ලබන FastCap Systems  නම් සමාගමයි. සිකුරු ග‍්‍රහයා සහ ඈත අභ්‍යවකාශය බලා යන නාසා ආයතන මෙහෙයුම් වලදී FastCap නිපද වූ ධාරිත‍්‍රක උපකාරී වනු ඇත. මෙහි හොඳම ආකෘතියට, ටෙස්ලා බැටරි අතුරින් එකක ආරෝපණයෙන් සියයට 10 ක ආරෝපණයක්,  ඒ කියන්නේ ඊළඟට හොඳම වානිජ මට්ටමේ නිෂ්පාදනය මෙන් දෙගුණයක රඳවා ගත හැක.

ඒ ආකාර නැනෝ නල නිෂ්පාදනය මිළ අධිකය. අනික, පොදුවේ ගත් කළ උපරිධාරිත‍්‍රකයෙහි ධාරිතාව ප‍්‍රමාණවත් නැත. එහෙත් කාරණාව එය නොවේ. ‘‘විදුලිබල රථයක මූලික ශක්ති ගබඩා කිරීමේ උපකරණය බවට අන්ත ධාරිත‍්‍රකය පත් වෙතැයි අප කිසිදා බලාපොරොත්තු වෙන්නේ නැහැ’’ යයි කූලි පවසයි. එහෙත් ඒවාට විශ්වාසවන්ත සහායකයෙකුගේ කාර්ය භාරය ඉටු කළ හැකි නම් වෙහෙසට පත්ව සිටින බැටරි මත  ඇතිවන උපරිමබල විඛරය (peak power load ) අඩුකර ගත හැකිය. ඇත්තටම බැටරිවල ජීවන කාලය අඩු කරන්නේ එයයි. එසේ අඩු කරගත හැකිනම් එය  අප සැමට සැනසිල්ලක් වනු ඇත. ඒත් ඒ  කොහොමද? අපි ලබන බ‍්‍රහස්පතින්දා ඒ ගැන තව දුරටත් කතා කරමු.

NEW SCIENTIST (THE COLLECTION): ESSENTIAL KNOWLEDGE (VOL FOUR-ISSUE THREE)  CHAPTER 10  Powering the Future හි HELP FOR HEROES යන කොටස ඇසුරෙනි

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 )

Google photo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Google 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 )

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

Subscribe to this comment feed via RSS

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d bloggers like this: