Solar chemical
সৌর রাসায়নিক বলতে বেশ কয়েকটি সম্ভাব্য প্রক্রিয়াকে বোঝায় যা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় সূর্যালোক শোষণ করে সৌর শক্তিকে কাজে লাগায়। ধারণাটি ধারণাগতভাবে উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণের অনুরূপ, যা সৌর শক্তিকে গ্লুকোজ অণুর রাসায়নিক বন্ধনে রূপান্তরিত করে, কিন্তু জীবন্ত প্রাণীর ব্যবহার ছাড়াই, যে কারণে এটিকে কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণও বলা হয়। জিঙ্কের মতো ধাতব অনুঘটকের উপস্থিতিতে জলকে তার উপাদান হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে বিভক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করার জন্য কেন্দ্রীভূত সূর্যালোক ব্যবহার করা একটি আশাব্যঞ্জক পদ্ধতি। এটি সাধারণত দুই ধাপের প্রক্রিয়ায় করা হয় যাতে একই চেম্বারে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন তৈরি না হয়, যা বিস্ফোরণের ঝুঁকি তৈরি করে। আরেকটি পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে এই প্রক্রিয়ায় তৈরি হাইড্রোজেন গ্রহণ করা এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের সাথে মিথেন তৈরি করা। এই পদ্ধতির সুবিধা হল বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য মিথেন পরিবহন ও পোড়ানোর জন্য একটি প্রতিষ্ঠিত পরিকাঠামো রয়েছে, যা হাইড্রোজেনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য নয়। এই উভয় পদ্ধতির একটি প্রধান ত্রুটি শক্তি সঞ্চয়ের বেশিরভাগ পদ্ধতিতে সাধারণঃ শক্তি সংগ্রহ এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের মধ্যে একটি অতিরিক্ত পদক্ষেপ যোগ করলে সামগ্রিক প্রক্রিয়ার দক্ষতা ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়। পটভূমি 1909 সালের গোড়ার দিকে, ডায়ানথ্রাসিনে অ্যানথ্রাসিনের ডাইমেরাইজেশন সৌর শক্তি সংরক্ষণের একটি উপায় হিসাবে তদন্ত করা হয়েছিল, পাশাপাশি ন্যাফথালিন সিরিজের ফটোডাইমারাইজেশন। 70 এবং 80-এর দশকে আরেকটি বিপরীতমুখী রাসায়নিক, নরবোর্নাডাইন থেকে কোয়াড্রিসাইক্লেন রূপান্তর চক্র থেকে একটি জ্বালানী তৈরি করা হয়েছিল, তবে এটি ব্যর্থ হয়েছিল কারণ বিপরীত প্রক্রিয়াটির সম্ভাবনা কম ছিল। রুথেনিয়াম-ভিত্তিক অণুগুলিও চেষ্টা করা হয়েছিল, তবে এটি বাতিল করা হয়েছিল কারণ রুথেনিয়াম বিরল এবং খুব ভারী উভয় উপাদানই। বিগত দশকে, সৌর শক্তি সঞ্চয়ের এই পূর্বে পরিচিত ধারণার একটি নতুন পদ্ধতি হিসাবে একটি নতুন সংকর ন্যানোস্ট্রাকচারকে তত্ত্বায়িত করা হয়েছিল। রাসায়নিক সঞ্চয়স্থান ফটোডাইমেরাইজেশন হল ডাইমারের আলোর প্ররোচিত গঠন এবং ফটোআইসোমেরাইজেশন হল আইসোমারের আলোর প্ররোচিত গঠন। ফটোডাইমেরাইজেশন নতুন রাসায়নিক বন্ধনে সূর্যালোক থেকে শক্তি সঞ্চয় করে, ফটোআইসোমেরাইজেশন বিদ্যমান রাসায়নিক বন্ধনকে উচ্চতর শক্তি বিন্যাসে পুনর্বিন্যাস করে সৌর শক্তি সঞ্চয় করে। একটি আইসোমার তখন শক্তি সঞ্চয় করার জন্য, এটি অবশ্যই মেটাস্টেবল হতে হবে যেমন উপরে দেখানো হয়েছে। এর ফলে জ্বালানি আইসোমারের স্থায়িত্ব এবং জ্বালানি ব্যবহারের সময় প্রতিক্রিয়াটি বিপরীত করতে কতটা শক্তি প্রয়োগ করতে হবে তার মধ্যে একটি বিনিময় হয়। আইসোমার তার বন্ধনে চাপ শক্তি হিসাবে শক্তি সঞ্চয় করে। বন্ধনগুলি যত বেশি চাপযুক্ত হয় তত বেশি শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, তবে অণুটি তত কম স্থিতিশীল। সক্রিয়করণ শক্তি, ইএ, প্রতিক্রিয়াটি এগিয়ে যাওয়ার জন্য কতটা সহজ বা কঠিন তা চিহ্নিত করতে ব্যবহৃত হয়। সক্রিয়করণ শক্তি খুব কম হলে জ্বালানি স্বতঃস্ফূর্তভাবে আরও স্থিতিশীল অবস্থায় চলে যাবে, যা সঞ্চয় মাধ্যম হিসাবে সীমিত উপযোগিতা প্রদান করবে। তবে, সক্রিয়করণ শক্তি যদি খুব বেশি হয়, তবে জ্বালানি থেকে শক্তি উত্তোলনের জন্য ব্যয় করা শক্তি কার্যকরভাবে জ্বালানির সঞ্চয় করতে পারে এমন শক্তির পরিমাণকে হ্রাস করবে। সৌর জ্বালানির জন্য একটি দরকারী অণু খুঁজে বের করার জন্য ফলন, অণুর হালকা শোষণ, মেটাস্টেবল অবস্থায় অণুর স্থিতিশীলতা এবং অণুটির অবক্ষয় ছাড়াই কতবার সাইকেল চালানো যেতে পারে তার মধ্যে সঠিক ভারসাম্য খুঁজে বের করা প্রয়োজন। অন্যান্য যৌগের মধ্যে বিভিন্ন কেটোন, অ্যাজেপাইন এবং নরবোর্নাডিয়েনস, যেমন অ্যাজোবেনজিন এবং এর ডেরিভেটিভস, সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চয়কারী আইসোমার হিসাবে তদন্ত করা হয়েছে। নরবোর্নাডাইন-কোয়াড্রিসাইক্লেন দম্পতি এবং এর ব্যুৎপত্তিগুলি সৌর শক্তি সঞ্চয় প্রক্রিয়ার জন্য ব্যাপকভাবে তদন্ত করা হয়েছে। নরবোর্নাডাইন সূর্যালোক থেকে নিষ্কাশিত শক্তি ব্যবহার করে কোয়াড্রিসাইক্লেনে রূপান্তরিত হয় এবং কোয়াড্রিসাইক্লেনে (প্রায় 110 কেজে/মোল) সঞ্চিত স্ট্রেন শক্তির নিয়ন্ত্রিত মুক্তি যখন এটি নরবোর্নাডাইনে ফিরে আসে তখন শক্তিটি পরে ব্যবহারের জন্য আবার বের করার অনুমতি দেয়। অ্যাজোবেনজিন এবং নরবোনাডাইন-কোয়াড্রিসাইক্লেন উভয় পদ্ধতির গবেষণা 1980-এর দশকে অবক্ষয়, অস্থিতিশীলতা, কম শক্তির ঘনত্ব এবং ব্যয়ের কারণে অবাস্তব বলে পরিত্যাগ করা হয়েছিল। যদিও কম্পিউটিং শক্তির সাম্প্রতিক অগ্রগতির সঙ্গে, সৌর তাপীয় জ্বালানির জন্য উপকরণ খোঁজার ক্ষেত্রে নতুন করে আগ্রহ দেখা দিয়েছে। 2011 সালে, এম. আই. টি-র গবেষকরা সময়-নির্ভর ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্ব ব্যবহার করেছিলেন, যা কার্বন ন্যানোটিউব (সি. এন. টি) টেমপ্লেটের সাথে আবদ্ধ অ্যাজোবেনজিন অণুগুলির সমন্বয়ে গঠিত একটি সিস্টেম ডিজাইন করতে পারমাণবিক স্তরে সিস্টেমগুলির মডেল তৈরি করে। সিএনটি স্তরগুলি পার্শ্ববর্তী অণুগুলির মধ্যে কাস্টমাইজযোগ্য মিথস্ক্রিয়ার অনুমতি দেবে যা জ্বালানির বৈশিষ্ট্যগুলি সূক্ষ্ম সুর করতে ব্যাপকভাবে সহায়তা করে, উদাহরণস্বরূপ সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ বৃদ্ধি। পরীক্ষামূলক পদ্ধতির মাধ্যমে, গবেষকরা নীতির প্রথম প্রমাণ পেতে সক্ষম হন যে সংকর ন্যানোস্ট্রাকচার একটি কার্যকরী তাপীয় জ্বালানী হিসাবে কাজ করে। অ্যাজোবেনজেনের সূর্যের আলোতে প্রচুর পরিমাণে তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করার সুবিধা রয়েছে, যখন এটি ঘটে তখন অণুটি একটি ট্রান্স-আইসোমার থেকে একটি সিস-আইসোমারে রূপান্তরিত হয় যার শক্তি অবস্থা প্রায় 0.6 ই. ভি। অণুটিকে তার মূল অবস্থায় ফিরিয়ে আনতে, অর্থাৎ। এটি যে শক্তি সংগ্রহ করেছিল তা ছেড়ে দিন, কয়েকটি বিকল্প রয়েছে। প্রথমটি হল তাপ প্রয়োগ করা তবে এটি এমন একটি ব্যয়ের সাথে যুক্ত যা মুক্তি থেকে উৎপাদিত তাপের পরিমাণের তুলনায় সাশ্রয়ী নয়। দ্বিতীয়, আরও কার্যকর বিকল্পটি হল এমন একটি অনুঘটক ব্যবহার করা যা তাপীয় বাধা হ্রাস করে এবং তাপকে মুক্ত করতে দেয়, প্রায় একটি সুইচ-এর মতো। নীল দৃশ্যমান আলো দ্বারাও সিস থেকে ট্রান্স-এ রূপান্তর ঘটতে পারে। এই ব্যবস্থাটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সাথে তুলনীয় একটি শক্তির ঘনত্ব প্রদান করে, একই সাথে সক্রিয় জ্বালানির স্থায়িত্ব কয়েক মিনিট থেকে বাড়িয়ে এক বছরেরও বেশি করে এবং উল্লেখযোগ্য অবক্ষয় ছাড়াই বিপুল সংখ্যক চক্রের অনুমতি দেয়। সাবস্ট্রেট এবং আলোক সক্রিয় অণুর বিভিন্ন সম্ভাব্য সংমিশ্রণ পরীক্ষা করে আরও উন্নতির সন্ধানে আরও গবেষণা করা হচ্ছে। প্রয়োগ সৌর রাসায়নিক জ্বালানির জন্য সম্ভাব্য এবং বর্তমান উভয় প্রয়োগের বিস্তৃত বৈচিত্র্য রয়েছে। এই প্রযুক্তির অন্যতম প্রধান সুবিধা হল এর পরিমাপযোগ্যতা। যেহেতু শক্তি সংরক্ষণ করা যেতে পারে এবং পরে প্রয়োজনে তাপে রূপান্তরিত করা যেতে পারে, তাই এটি ছোট ছোট ইউনিটের জন্য আদর্শ। এগুলি পোর্টেবল চুলা বা ছোট ব্যক্তিগত হিটার যা রোদে চার্জ করা যেতে পারে থেকে শুরু করে অফ-গ্রিড এলাকায় চিকিৎসা স্যানিটেশন প্রদান করা পর্যন্ত বিস্তৃত, এবং এমনকি এম. আই. টি-তে অটোমোবাইলগুলিতে উইন্ডো ডি-আইসিং সিস্টেম হিসাবে উন্নত সিস্টেমটি ব্যবহার করার পরিকল্পনাও রয়েছে। এটির স্কেল আপ করার এবং বড় বাড়ি বা বিল্ডিং বা এমনকি জলের তাপমাত্রাকে গরম করার ক্ষমতাও রয়েছে। একটি সৌর তাপীয় জ্বালানি আদর্শভাবে অবক্ষয় ছাড়াই অনির্দিষ্টকালের জন্য চক্র করতে সক্ষম হবে, যা এটিকে বৃহত্তর আকারের বাস্তবায়নের জন্য আদর্শ করে তুলবে যার জন্য সাধারণত অন্যান্য ধরনের সঞ্চয়ের আরও প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হবে। রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক এএনইউ থার্মোকেমিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম-অস্ট্রেলিয়ান ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি, ক্যানবেরা। সৌর প্রযুক্তির গবেষণাগার-পল শেরার ইনস্টিটিউট, ভিলিজেন, সুইজারল্যান্ড। পাওয়ার অ্যান্ড এনার্জি ম্যাগাজিন, মার্চ 2004 সালে পল শেরার ইনস্টিটিউটের সৌর রসায়ন প্রকল্প প্লাটাফরমা সোলার ডি আলমেরিয়া, স্পেন, ইসরাকাস্ট-ইসরায়েল, হাইড্রোজেন সোলার-ইউকে নিয়ে নিবন্ধ। ফটোভোলটাইক জ্বালানি উৎপাদন