నెక్స్ట్-జనరేషన్ సోలార్ బ్రేక్‌త్రూ: అల్ట్రా-బ్లాక్ నానోనీడిల్స్ దాదాపు అన్ని సూర్యకాంతులను సంగ్రహిస్తాయి!

బాస్క్ కంట్రీ విశ్వవిద్యాలయం (EHU) పరిశోధకులు అత్యంత నలుపు రంగులో ఉండే కాపర్ కోబాల్టేట్ నానోనీడిల్స్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఇవి 99.5% వరకు సూర్యరశ్మిని గ్రహించగలవు, కేంద్రీకృత సౌరశక్తి (CSP) వ్యవస్థలలో ఉపయోగించే పదార్థాలకు ఇది ఒక కొత్త ప్రమాణాన్ని నెలకొల్పింది. ఈ ఆవిష్కరణ సౌర టవర్ సాంకేతికతను మరింత సమర్థవంతంగా, వాణిజ్యపరంగా లాభదాయకంగా మార్చగలదు, తద్వారా స్వచ్ఛమైన శక్తి వైపు మార్పును వేగవంతం చేస్తుంది. EHUలోని థర్మోఫిజికల్ ప్రాపర్టీస్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ గ్రూప్‌కు చెందిన శాస్త్రవేత్తలు ప్రత్యేకమైన, అధిక-ఉష్ణోగ్రత పరిశోధన పరికరాలను ఉపయోగించి ఈ నానోనీడిల్స్ యొక్క ఉష్ణ మరియు ఆప్టికల్ పనితీరును విశ్లేషించారు.

పరిశోధకుడు ఇనిగో గొంజాలెజ్ డి అరియెటా ప్రకారం, "సౌర టవర్లలో ఉపయోగించడానికి అత్యంత నలుపు పదార్థాలను అన్వేషించడమే" లక్ష్యం. ఇలాంటి విద్యుత్ ప్లాంట్లలో, వందలాది అద్దాలు సూర్యరశ్మిని ఒక కేంద్ర టవర్‌పైకి కేంద్రీకరిస్తాయి, అది వేడిని గ్రహించి శక్తిగా మారుస్తుంది. "మనం ఎంత ఎక్కువ సమర్థవంతమైన శోషక పదార్థాలను సాధించగలిగితే, ఆ వ్యవస్థలు అంతగా పోటీతత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి" అని గొంజాలెజ్ డి అరియెటా అన్నారు. EHU ల్యాబ్ ఇలాంటి థర్మో-ఆప్టికల్ విశ్లేషణలకు ప్రపంచవ్యాప్తంగా పరికరాలు కలిగిన కొన్ని ప్రయోగశాలలలో ఒకటి అని ఆయన వివరించారు.

పరిశోధన బృందం కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయం శాన్ డియాగోచే పేటెంట్ పొందిన కాపర్ కోబాల్టేట్ నానోనీడిల్స్‌ను అధ్యయనం చేసింది. "ఈ కాపర్ కోబాల్టేట్ నానోనీడిల్స్ ఇప్పటివరకు ఉపయోగించిన కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల కంటే మెరుగ్గా పనిచేశాయని, జింక్ ఆక్సైడ్‌తో పూత పూసినప్పుడు ఈ నానోనీడిల్స్ ఇంకా మెరుగ్గా పనిచేశాయని మేము గమనించాము" అని ఆయన తెలిపారు.

కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లను మించి
ప్రస్తుతం, మార్కెట్‌లో అత్యంత నలుపు పదార్థాలు నిలువుగా అమర్చబడిన కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు, ఇవి సుమారు 99% కాంతిని గ్రహిస్తాయి. అయితే ఈ పదార్థాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతలు మరియు తేమతో కూడిన వాతావరణంలో స్థిరంగా ఉండవు, ఇది సౌర టవర్ అనువర్తనాలకు వాటిని అనుకూలం కానివిగా చేస్తుంది. "వాటికి మరింత నిరోధక పదార్థాలతో పూత పూయాలి, అది వాటి ఆప్టిమైజేషన్‌ను తగ్గిస్తుంది" అని గొంజాలెజ్ డి అరియెటా అన్నారు. దీనికి విరుద్ధంగా, కాపర్ కోబాల్టేట్ నానోనీడిల్స్ తీవ్ర పరిస్థితులలో చాలా స్థిరంగా ఉంటాయి. జింక్ ఆక్సైడ్‌తో పూత పూసినప్పుడు, వాటి శోషణ రేటు 99.5%కి పెరుగుతుంది.

"సౌర టవర్లలో ప్రస్తుతం ఉపయోగించే పదార్థాలు (బ్లాక్ సిలికాన్) 95% కాంతిని గ్రహిస్తాయి, అది చాలా ఎక్కువ; అయితే, కాపర్ కోబాల్టేట్ నానోనీడిల్స్ 99% కాంతిని గ్రహిస్తాయి, జింక్ ఆక్సైడ్‌తో పూత పూసినవి అయితే 99.5% వరకు గ్రహిస్తాయి" అని గొంజాలెజ్ డి అరియెటా వివరించారు.

ఈ పరిశోధన ఫలితాలు అంతర్జాతీయ దృష్టిని ఆకర్షించాయి. కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయం శాన్ డియాగోకు చెందిన డాక్టర్ రెంకున్ చెన్, సౌర టవర్లలో ఈ నానోనీడిల్స్‌ను ఉపయోగించడంపై అధ్యయనం చేయడానికి U.S. డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీతో కలిసి పనిచేస్తున్నారు. "అయితే, U.S.లో నెలకొన్న అనిశ్చితి పరిస్థితి దృష్ట్యా అది ఎలా ముగుస్తుందో మాకు తెలియదు" అని గొంజాలెజ్ డి అరియెటా జోడించారు.

స్వచ్ఛమైన సౌరశక్తి వైపు
కేంద్రీకృత సౌరశక్తి (CSP) స్వచ్ఛమైన శక్తి వనరుగా ప్రాముఖ్యతను పొందుతోంది, ఇది ఉష్ణ శక్తిని భవిష్యత్ ఉపయోగం కోసం నిల్వ చేయగలదు. స్పెయిన్‌లో, మొత్తం శక్తి ఉత్పత్తిలో CSP సుమారు 5% వాటాను కలిగి ఉంది, అండలూసియా మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ఎడారి ప్రాంతాలలో ప్రధాన ప్లాంట్లు పనిచేస్తాయి.
"సూర్యుడి వేడిని, ముఖ్యంగా, కొన్ని నిర్దిష్ట లవణాలను కరిగించడానికి ఉపయోగిస్తారు" అని గొంజాలెజ్ డి అరియెటా అన్నారు. "కరిగిన ఉప్పు వేడిని చాలా బాగా నిలుపుకుంటుంది, ఆపై ఆ ఉష్ణ శక్తిని తిరిగి విద్యుత్ గ్రిడ్‌లోకి పంపడం చాలా సులభం అవుతుంది." సౌర టవర్లలో ఉపయోగించే పూతలను మెరుగుపరచడం కొనసాగించడం యొక్క ప్రాముఖ్యతను ఆయన నొక్కి చెప్పారు. "ఈ పునరుత్పాదక శక్తిని ముందుకు తీసుకెళ్లడం అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది: ఇది పూర్తిగా స్వచ్ఛమైనది మరియు సూర్యుడు ప్రకాశించనప్పుడు కూడా దీనిని ఉపయోగించవచ్చు" అని ఆయన అన్నారు. తదుపరి తరం సౌర టవర్ల కోసం మరింత మెరుగైన వాహకత్వం మరియు ఆప్టికల్ పనితీరు కలిగిన కొత్త పదార్థాలను అభివృద్ధి చేయడంపై భవిష్యత్ పని దృష్టి సారిస్తుంది.