ऊर्जा
तैरते जल जनरेटर बारिश को नवीकरणीय ऊर्जा में बदलते हैं
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ऊर्जा की मांग तेज़ी से बढ़ रही है। 2024 में, इस दुनिया ने बिजली की मांग में 4.3% की वृद्धि दर्ज की। यह पिछले वर्ष दर्ज 2.5% की वृद्धि से काफी अधिक था, जो 2010 से 2023 के बीच बिजली की मांग वृद्धि की औसत गति के करीब था।
यह वृद्धि मुख्यतः एआई अपनाने और इलेक्ट्रिक वाहनों के विस्फोट के कारण डेटा सेंटरों के विशाल विस्तार से प्रेरित है, साथ ही औद्योगिक विस्तार और एयर कंडीशनिंग के बढ़ते उपयोग ने भी महत्वपूर्ण योगदान दिया है।
जबकि जीवाश्म ईंधन ने पिछले वर्ष बिजली उत्पादन का आधे से अधिक (लगभग 60%) हिस्सा बनाया, जिसमें कोयला दुनिया का सबसे बड़ा स्रोत बना रहा, पावर मिश्रण वास्तव में विकसित हो रहा है। IEA के अनुसार, पहली बार, नवीकरणीय और परमाणु ऊर्जा से उत्पादन ने 2024 में वैश्विक कुल उत्पादन का दो-पाँचवां हिस्सा बनाया।
विशेष रूप से नवीकरणीय ऊर्जा विश्व की बिजली उत्पादन का एक-तिहाई हिस्सा जिम्मेदार थी। नवीकरणीय स्रोतों में, जलविद्युत ने कुल बिजली उत्पादन का 14% हिस्सा लेकर अग्रणी स्थान प्राप्त किया, इसके बाद पवन ऊर्जा 8%, सौर पीवी 7%, और बायोएनर्जी व कचरा केवल 3%।
स्वच्छ ऊर्जा की दिशा में एक प्रमुख विकास होने के बावजूद, नवीकरणीय ऊर्जा का वैश्विक ऊर्जा उत्पादन में योगदान अभी भी कम है। इसलिए, इस परिवर्तन को और तेज़ करने के लिए, शोधकर्ता दैनिक विद्युत ऊर्जा की बढ़ती मांग को पूरा करने हेतु ऊर्जा रूपांतरण के नए प्रौद्योगिकियों का निर्माण कर रहे हैं।
पर्यावरण से सीधे ऊर्जा एकत्र करने वाली प्रणालियाँ, विशेष रूप से, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के उपयोग को बढ़ाने में मदद कर सकती हैं।
हाइड्रोवोल्टाइक: बारिश और जल चक्रों को बिजली में बदलना
पानी जीवन का एक महत्वपूर्ण तत्व है। यह न केवल हमारे शरीर का बड़ा हिस्सा बनाता है, बल्कि पृथ्वी का भी बड़ा हिस्सा है। हमारे ग्रह के 70% हिस्से को कवर करने वाला पानी सबसे प्रचुर संसाधन है, और यह विभिन्न रूपों में बड़ी मात्रा में ऊर्जा रखता है, जिसका अधिकांश हिस्सा अभी भी काफी हद तक उपयोग नहीं किया गया है।
इस ऊर्जा का उपयोग करने के एक तरीके में जलविद्युत शामिल है, जो चलती पानी की प्राकृतिक प्रवाह का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करता है।
जल के प्राकृतिक चक्र से ऊर्जा प्राप्त करने का एक और प्रभावी तरीका हाइड्रोवोल्टाइक तकनीक है। पारंपरिक तकनीकों के विपरीत, जो पानी की गतिज ऊर्जा को संग्रहित करती हैं, हाइड्रोवोल्टाइक तकनीक इलेक्ट्रोड सामग्री और पानी के प्रत्यक्ष संपर्क से बिजली उत्पन्न करती है।
हाइड्रोवोल्टाइक तकनीक वास्तव में कम लागत और उच्च दक्षता वाली प्रणालियों के विकास की अनुमति देती है, जो पानी को ग्रेफीन, कार्बन नैनोट्यूब, कार्बन नैनोपार्टिकल और चालक पॉलिमर जैसे नैनोमैटेरियल्स के साथ संपर्क के माध्यम से थर्मल ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकती हैं।
यहाँ परिवर्तित होने वाली ऊर्जा बूंद, प्रवाह, उतार-चढ़ाव, संघनन या वाष्पीकरण द्वारा उत्पन्न होती है, और आउटपुट पावर को काफी बढ़ाती है। शोध (संदर्भ1) बताता है कि विश्व के पानी में उपलब्ध ऊर्जा के केवल 1% को 1% दक्षता से हाइड्रोवोल्टाइक तकनीक के माध्यम से उपयोग करने से हम विश्व की ऊर्जा आवश्यकताओं का एक-तिहाई पूरा कर सकते हैं।
इस प्रकार, इस विकसित हो रही तकनीक पर आधारित उपकरण नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करके ऊर्जा-भूखे विश्व की मांग को पूरा करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
इससे ड्रॉपलेट ऊर्जा जनरेटर पर व्यापक शोध हुआ है, जो हाइड्रोवोल्टाइक तकनीक का एक प्रकार है और पानी की बूंदों जैसे बारिश की बूंदों की यांत्रिक ऊर्जा को बिजली में बदलता है। लेकिन वर्तमान तकनीक की सीमाओं ने इसे पानी में निहित ऊर्जा को प्रभावी रूप से विद्युत ऊर्जा में बदलने से रोका है।
उदाहरण के लिए, ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित पारंपरिक ड्रॉपलेट ऊर्जा जनरेटर, जो दो विभिन्न पदार्थों के संपर्क में आने और फिर अलग होने पर विद्युत आवेश उत्पन्न करता है, सतह पर बूंद के टकराने पर बिजली उत्पन्न कर सकता है। हालांकि, इंटरफ़ेस प्रभाव सतह पर उत्पन्न आवेशों की संख्या को सीमित करता है, जिससे ऊर्जा रूपांतरण दक्षता अपेक्षाकृत कम रहती है।
इसलिए, शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नया ‘पानी-एकीकृत ड्रॉपलेट बिजली जनरेटर’ विकसित किया है जो सतहों पर तैरते हुए उच्च आउटपुट उत्पन्न करता है, और हल्के, उच्च दक्षता वाले उपकरणों की अगली पीढ़ी की झलक प्रदान करता है। अध्ययन के अनुसार:
“हम आशा करते हैं कि यह कार्य पानी जैसी प्राकृतिक सामग्रियों का उपयोग करके हाइड्रोवोल्टाइक उपकरण बनाने और भूमि-रहित बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों को आगे बढ़ाने का एक नया मार्ग खोलेगा।”
लेकिन इस शोध में गहराई से जाने से पहले, चलिए पहले इस क्षेत्र में क्या हो रहा है, इसे देखते हैं।
ड्रॉपलेट बिजली जनरेटर (DEGs) में नवीनतम प्रगति
बारिश की बूंदों जैसी चलती पानी की बूंदें व्यापक हैं और उनमें पर्याप्त गतिज ऊर्जा होती है, जो स्थायी बिजली उत्पादन के लिए आशाजनक है। पानी की बूंदों की गतिज ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए, शोधकर्ता DEGs पर अपना ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
ड्रॉपलेट-आधारित बिजली जनरेटर (DEG) एक शक्तिशाली तकनीक है और प्राकृतिक पर्यावरण से ऊर्जा संग्रहित करने के एक कुशल तरीके के रूप में आशाजनक सिद्ध हुआ है।
यह गिरती पानी की बूंदों का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करता है। आमतौर पर, इसमें दो ट्राइबोइलेक्ट्रिक परतें और दो इलेक्ट्रोड होते हैं, जहाँ पानी की बूंद सतह पर टकराने और फिर फिसलने पर आवेश अलग हो जाते हैं।
DEGs की कम लागत, सरल संरचना और उच्च पावर डेंसिटी ने उन्हें पर्यावरणीय जल स्रोतों से गतिज ऊर्जा संग्रहित करने के लिए शोधकर्ताओं में लोकप्रिय बना दिया है।
हालांकि, इसकी जटिल संरचना और कम आउटपुट पावर डेंसिटी इसके व्यापक उपयोग में बाधा बनती है। उनका उपयोग केवल स्थलीय उपयोग तक सीमित होने के कारण यह झीलों, नदियों और समुद्रों के लिए व्यावहारिक नहीं है।
DEGs की अन्य चुनौतियों में एकीकृत प्रणालियों में समय के साथ प्रदर्शन में उल्लेखनीय गिरावट, सामग्री की टिकाऊपन समस्याएँ, और बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक बड़े स्थानीय पदचिह्न शामिल हैं।
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| दृष्टिकोण | मुख्य डिजाइन | उल्लेखनीय आउटपुट | फायदे | सीमाएँ |
|---|---|---|---|---|
| CityU FET-like DEG | PTFE को ITO पर; ड्रॉपलेट शीर्ष/निचले इलेक्ट्रोड को जोड़ता है | उच्च तत्काल पावर; 100 LED को प्रकाशित करता है | उच्च आवेश संचयन; सरल सामग्री | सतह आवेश संतृप्ति; केवल स्थलीय उपयोग |
| Open-structure SCE-DEG | स्व-धारिता ऊपरी इलेक्ट्रोड; खुली वास्तुकला | ~212 mW 61 µL ड्रॉपलेट के साथ; 100 LED को प्रकाशित करता है | सरल स्केलिंग; पैनल-शैली एरे | लगातार लोड के लिए कई पैनल आवश्यक |
| KTH DEG + MSC arrays | निचले इलेक्ट्रोड का क्षेत्र फैलाव के अनुरूप; 30-सेल DEG + 400-सेल MSC | 21.8% संग्रह दक्षता; 81.2 µW SCPS आउटपुट | चिप-रहित बफ़रिंग; वास्तविक उपयोग में सुधार | एकीकृत संग्रह एरे से अतिरिक्त जटिलता |
| Floating W-DEG (NUAA) | ऊपरी इलेक्ट्रोड–डाइइलेक्ट्रिक–पानी; पानी आधार और इलेक्ट्रोड दोनों | ~250 V प्रत्येक ड्रॉप पर पीक; 0.3 m² इकाई; 50 LED को प्रकाशित करता है | ~87% हल्का; ~50% सस्ता; झील-तैयार | बारिश के साथ प्रदर्शन में परिवर्तन; फ़िल्म टिकाऊपन सीमित |
इसलिए, शोध जारी है जिसमें बेहतर डिज़ाइनों, संरचना के हिस्से के रूप में प्राकृतिक पानी के उपयोग, या सामग्री के अनुकूलन के माध्यम से दक्षता सुधार पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है, और हालिया नवाचार हल्के, किफायती, और यहां तक कि तैरते उपकरण बना रहे हैं।
कुछ साल पहले, हांगकांग के सिटी यूनिवर्सिटी (CityU) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने विकसित2 एक DEG को फील्ड-इफ़ेक्ट ट्रांज़िस्टर (FET)-समान संरचना के साथ बनाया, जिसने उच्च ऊर्जा-रूपांतरण दक्षता हासिल की। इसकी तत्काल पावर डेंसिटी बहुत अधिक थी, लगभग हजार गुना अधिक, जो FET-समान संरचना के बिना समान उपकरणों से बहुत अधिक थी।
उनके काम में दो मुख्य कारक थे; एक था टीम की खोज कि जब निरंतर पानी की बूंदें पॉलीटेट्राफ्लोरोइथिलीन (PTFE) की सतह पर टकराती हैं, जो एक क्वासी-स्थायी विद्युत आवेश वाला डाइइलेक्ट्रिक पदार्थ है, तो उत्पन्न सतह आवेश जमा होते हैं और धीरे-धीरे संतृप्ति तक पहुँचते हैं। इसने टीम को पहले की कम आवेश घनत्व की समस्या को पार करने में मदद की, उच्च-घनत्व सतह आवेश को जमा और संग्रहीत करने का नया तरीका प्रदान करके।
दूसरा कारक उनका डिजाइन था, जिसकी मुख्य विशेषता FET जैसी अनूठी संरचनाओं का सेट था। उपकरण एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोड और PTFE/ITO इलेक्ट्रोड से बना है, जिसमें इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) इलेक्ट्रोड पर PTFE की फिल्म जमा की गई है। जब एक बूंद PTFE/ITO सतह पर टकराती है और उस पर फैलती है, तो यह दोनों इलेक्ट्रोड को जोड़ देती है, जिससे प्रणाली एक बंद-लूप विद्युत सर्किट बन जाती है।
डिजाइन ने PTFE पर उच्च घनत्व वाले सतह आवेशों को एकत्रित करने की अनुमति दी। और जब फैलती पानी दोनों इलेक्ट्रोड को जोड़ती है, तो PTFE पर संग्रहीत आवेश पूरी तरह मुक्त हो जाते हैं और विद्युत धारा उत्पन्न करते हैं।
जबकि CityU का डिजाइन आवेश संचयन को बढ़ाने पर केंद्रित था, चीनी विज्ञान अकादमी की एक अन्य टीम ने DEG की वास्तुकला को सरल बनाया ताकि इसे अधिक स्केलेबल बनाया जा सके।
चीनी शोधकर्ताओं की टीम ने प्रस्तावित3 एक DEG को सरल खुली संरचना के साथ प्रस्तावित किया, जो ऊपरी इलेक्ट्रोड के स्व-धारिता प्रभाव का पूर्ण उपयोग करके इसके व्यापक अनुप्रयोग को बढ़ावा देता है।
वास्तव में, एक या कई DEGs द्वारा निरंतर विद्युत उपकरणों को ऊर्जा प्रदान करना कठिन है।
टीम ने बताया कि ढलान वाले इमारतों जैसे शेड में बड़े पैमाने पर बारिश की बूंदों की ऊर्जा संग्रहित करने के लिए, सभी DEGs को समानांतर में जोड़कर लोड (जैसे बल्ब) को शक्ति प्रदान करना एक सरल विधि है। इसलिए, सौर पैनल की सेल संरचना को संदर्भित करके और ऊपरी इलेक्ट्रोड के स्व-धारिता प्रभाव का पूर्ण उपयोग करके, उन्होंने एक सरल खुली संरचना वाला SCE-DEG पेश किया, जो मुख्यतः एक ऊपरी और निचले इलेक्ट्रोड, PTFE फिल्म और लोड से बना है।
यहाँ इलेक्ट्रोड को एक-दूसरे से जोड़ने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन ऊपरी इलेक्ट्रोड के स्व-धारिता प्रभाव के द्वारा अभी भी उच्च तत्काल आउटपुट पावर प्राप्त किया जा सकता है, जिससे संरचना बहुत सरल और बड़े पैमाने पर लोकप्रियता के लिए अधिक सुविधाजनक बनती है।
परीक्षण में, यह 61 μL पानी की बूंद द्वारा 212 mW आउटपुट पावर उत्पन्न कर सकता था और 100 व्यावसायिक LED को प्रकाशित कर सकता था।
हाल ही में, स्वीडन के KTH रॉयल इंस्टिट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने DEG के निचले इलेक्ट्रोड को इस प्रकार अनुकूलित किया कि उनका क्षेत्र पानी की बूंदों के फैलाव क्षेत्र के बराबर हो, जिससे व्यक्तिगत कोशिकाओं की औसत आउटपुट पावर दोगुनी हो गई।
टीम ने बड़े पैमाने (30-सेल) एरे भी बनाए, जिन्होंने मौजूदा एरे की तुलना में लगभग 2.5 गुना अधिक पावर हासिल की। आगे, उन्होंने 400-सेल माइक्रो-सुपरकैपेसिटर (MSC) एरे को एकीकृत किया, जिससे 30-सेल जनरेटर एरे द्वारा उत्पन्न बिजली को 21.8% दक्षता पर संग्रहीत किया गया, बिना किसी पावर मैनेजमेंट चिप के।
यह एकीकरण 81.2 μW आउटपुट पावर वाला स्वयं-चार्जिंग पावर सिस्टम (SCPS) बनाता है।
30-सेल DEG एरे द्वारा 400-सेल MSC एरे को केवल 30 सेकंड में चार्ज करने के बाद, एकीकृत SCPS एक LED को 60 सेकंड तक लगातार चलाने के लिए शक्ति प्रदान कर सकता है, जो बड़े पैमाने के DEG एरे को बड़े पैमाने के अल्ट्रा-फास्ट MSC एरे के साथ एकीकृत करने की रणनीति के वादे को दर्शाता है, ताकि प्राकृतिक पानी से उच्च दक्षता वाली ऊर्जा संग्रहण को व्यावहारिक अनुप्रयोगों की ओर ले जाया जा सके।
फ्लोटिंग W-DEG: बारिश-शक्ति ऊर्जा के लिए हल्का, किफायती मार्ग
अब, नानजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स के शोधकर्ताओं ने एक नया समाधान विकसित किया है, एक फ्लोटिंग DEG जो संरचना के मुख्य भाग के रूप में प्राकृतिक पानी का उपयोग करता है, इस प्रकार नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन के लिए हल्का, किफायती और पर्यावरण-अनुकूल मार्ग प्रदान करता है।
परम्परागत रूप से डाइइलेक्ट्रिक फिल्म को कठोर आधार पर धातु इलेक्ट्रोड के नीचे रखे जाने के बजाय, नई डिजाइन में पानी दोनों समर्थन आधार और चालक इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है। यह शीर्ष इलेक्ट्रोड-डाइइलेक्ट्रिक-जल वास्तुकला, पुराने मॉडलों की तुलना में सामग्री वजन और लागत क्रमशः 87% और 50% तक घटाता है, जबकि समान स्तर की विद्युत आउटपुट बनाए रखता है और विभिन्न कार्य वातावरणों में उत्कृष्ट टिकाऊपन प्रदर्शित करता है।
नेशनल साइंस रिव्यू में प्रकाशित, यह अध्ययन ‘प्रकृति-एकीकृत’ डिजाइन मार्ग को विस्तृत करता है, जिसने जल के विद्युत और संरचनात्मक कार्यों का उपयोग करने वाले एक नए जल-एकीकृत फ्लोटिंग DEG (W-DEG) के विकास को संभव बनाया।
यह इस प्रकार काम करता है कि जब बारिश की बूंदें, जो अनउपयोगित ऊर्जा ले जाने वाला ताज़ा जल स्रोत है, फ्लोटिंग डाइइलेक्ट्रिक सतह पर गिरती हैं, तो फ्लोरोइनेटेड एथिलीन प्रोपिलीन (FEP) की फिल्म तुरंत प्रतिक्रिया देती है। रासायनिक रूप से निष्क्रिय होने के कारण, पतली FEP फिल्म अत्यधिक तापमान परिवर्तन, जंग और शैवाल तथा बैक्टीरिया की वृद्धि को रोकती है।
जैसे ही बूंद फैलती है, यह आयनों की धारा बनाती है, जिससे ऊपरी क्षेत्र और निचले क्षेत्र के बीच आवेश का स्थानांतरण होता है, जिससे बहुत छोटी मात्रा में बिजली उत्पन्न होती है। बूंद के उछलने पर सतह रीसेट हो जाती है।
यहाँ पानी की प्राकृतिक विशेषताएँ वह यांत्रिक स्थिरता प्रदान करती हैं जो प्रभाव को अवशोषित करने और बूंदों को कुशलतापूर्वक फैलने देती हैं, बिना मुड़ने या टूटने के।
इन प्राकृतिक गुणों में मजबूत सतह तनाव और अपर्याप्त संपीड़नशीलता शामिल हैं। पानी को लगभग अपर्याप्त संपीड़नशील माना जाता है, जिसका अर्थ है कि दबाव के तहत यह अधिक संकुचित नहीं होता। साथ ही, जल अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधों के कारण मजबूत सहसंयोजन मजबूत सतह तनाव बनाता है।
वहीं, पानी के भीतर आयन आवेश वाहक के रूप में कार्य करते हैं, जिससे यह एक विश्वसनीय इलेक्ट्रोड बनता है।
इन सभी विशेषताओं के साथ, फ्लोटिंग जनरेटर प्रत्येक बूंद पर लगभग 250 वोल्ट की पीक वोल्टेज उत्पन्न कर सकता है, जो धातु का उपयोग करने वाले पारंपरिक कठोर डिज़ाइनों के प्रदर्शन के बराबर है।
डिज़ाइन भी टिकाऊ है, परीक्षण दर्शाते हैं कि जनरेटर विभिन्न परिस्थितियों में, जैसे विभिन्न नमक सांद्रता (500 मिलीमोलर सोडियम क्लोराइड तक), तापमान, और यहां तक कि बायोफाउलिंग वाले बाहरी झील के पानी के संपर्क में भी, प्रदर्शन बनाए रखता है — जो समुद्री उपकरणों के लिए एक महत्वपूर्ण समस्या है।
जबकि कई ऊर्जा उपकरण कठोर वातावरण में क्षय होते हैं, जल-आधारित संरचना की लचीलापन और डाइइलेक्ट्रिक परत की रासायनिक निष्क्रियता के कारण फ्लोटिंग जनरेटर स्थिर रूप से कार्य करता रहता है।
उच्च लवणीय पानी में परीक्षण करने पर, जनरेटर ने एक सप्ताह के तैनाती के बाद अपनी कार्यक्षमता बनाए रखी। और यदि कोई मलबा उस पर जमा हो जाए, तो साधारण सफाई इसे अधिकतम प्रदर्शन पर वापस लाती है।
अपने उपकरण की स्थिरता को और बढ़ाने के लिए, टीम ने पानी की उच्च सतह तनाव का उपयोग करके ड्रेनेज होल डिज़ाइन किए जो पानी को केवल एक दिशा में नीचे जाने देते हैं। इस प्रकार, गुरुत्वाकर्षण और सतह तनाव का उपयोग करके, टीम संदूषकों के संचय को कम कर सकती है और इसे साफ रख सकती है, जिससे अतिरिक्त बूंदों को हटाने के लिए एक स्व-नियंत्रित प्रणाली बनती है। इस तरह, पानी का संचय रोका जाता है, जो अन्यथा आउटपुट को घटा सकता था।
फ्लोटिंग W-DEG का एक और प्रमुख पहलू स्केलेबिलिटी है। 0.3 वर्ग मीटर आकार के साथ, शोधकर्ताओं ने पहले रिपोर्ट किए गए जनरेटरों की तुलना में बहुत बड़े ड्रॉपलेट जनरेटर को प्रदर्शित किया। इन जनरेटरों में से प्रत्येक लगभग 250 वोल्ट प्रति बूंद उत्पन्न करता है, जिससे वे एक साथ 50 LED को शक्ति प्रदान कर सकते हैं।
इसके अलावा, प्रणाली कुछ ही मिनटों में कैपेसिटर को उपयोगी वोल्टेज तक चार्ज करने में सक्षम थी। टीम ने 10 W-DEG उपकरणों का पायलट किया और 120 नकली वर्षा ड्रॉपर का उपयोग करके सिम्युलेटेड बारिश उत्पन्न की, फिर कैपेसिटर को तीन वोल्ट तक चार्ज किया, जिससे यह दर्शाया गया कि यह वायरलेस सेंसर और छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स को शक्ति प्रदान करने की क्षमता रखता है।
अधिक विकास के साथ, इन प्रणालियों का उपयोग झीलों, जलाशयों या तटीय क्षेत्रों से नवीकरणीय बिजली संग्रह करने के लिए किया जा सकता है, बिना मूल्यवान भूमि संसाधनों को घेरते हुए।
“पानी को स्वयं संरचनात्मक और विद्युत दोनों भूमिकाएँ निभाने देने से, हमने ड्रॉपलेट बिजली उत्पादन के लिए एक नई रणनीति खोली है जो हल्की, किफायती और स्केलेबल है,” अध्ययन के सह-लेखक प्रोफेसर वानलिन गुओ ने कहा। “यह सौर और पवन जैसी अन्य नवीकरणीय तकनीकों को पूरक करने वाले भूमि-रहित हाइड्रोवोल्टाइक सिस्टम के द्वार खोलता है।”
ऐसे क्षेत्रों में जहाँ बार-बार बारिश होती है, फ्लोटिंग ड्रॉपलेट बिजली जनरेटर एक वितरित ऊर्जा समाधान प्रदान कर सकता है जो ऑफ-ग्रिड अनुप्रयोगों को शक्ति देता है या स्थानीय ग्रिड को पूरक करता है।
परम्परागत ड्रॉपलेट जनरेटर की तुलना में, जिसकी लागत लगभग 210 युआन (लगभग $29.50) प्रति वर्ग मीटर है और वजन चार किलोग्राम से अधिक (लगभग 8.818 पाउंड) है, टीम का फ्लोटिंग संस्करण लगभग 106 युआन (15 डॉलर से कम) लागत और केवल 0.5 किलोग्राम (1.1 पाउंड) वजन रखता है।
बारिश के पानी संग्रहण के अलावा, इस उपकरण को जल सतहों पर स्वाभाविक रूप से तैरने की कार्यक्षमता के कारण अन्य अनुप्रयोग भी मिल सकते हैं। उदाहरण के लिए, इसे विभिन्न जल पर्यावरणों में तैनात किया जा सकता है ताकि पर्यावरणीय निगरानी प्रणालियों को शक्ति मिल सके, जैसे कि प्रदूषण, जल गुणवत्ता या लवणता को ट्रैक करने वाले सेंसर।
इसका ‘प्रकृति-एकीकृत डिजाइन,’ जहाँ स्वाभाविक रूप से प्रचुर सामग्री को एक कार्यात्मक घटक के रूप में उपयोग किया जाता है, इको-आधारित तकनीकों में नई दृष्टिकोणों को प्रेरित कर सकता है।
लेकिन उपकरण को बड़े पैमाने पर तैनात करने से पहले, कुछ चुनौतियों को पहले संबोधित करने की आवश्यकता है। वास्तविक बारिश की बूंदों के विविध आकार और गति का अर्थ है कि उपकरण का प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है। अतिरिक्त रूप से, गतिशील बाहरी परिस्थितियों में बड़े डाइइलेक्ट्रिक फ़िल्मों की मजबूती और टिकाऊपन सुनिश्चित करने के लिए आगे की इंजीनियरिंग आवश्यक है।
इन चुनौतियों के बावजूद, प्रयोगशाला परिणाम आशाजनक रहे हैं, और एक कुशल, टिकाऊ और स्केलेबल प्रोटोटाइप का प्रदर्शन जल-एकीकृत फ्लोटिंग DEG (W-DEG) के व्यावहारिक अनुप्रयोगों की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
जल संग्रहण तकनीक में निवेश
Xylem (XYL ) एक वैश्विक जल प्रौद्योगिकी कंपनी है जो स्मार्ट जल प्रबंधन पर केंद्रित है, जिसमें सेंसर, मॉनिटरिंग और जल प्रवाह प्रणालियों का एकीकरण शामिल है।
इसके जल अवसंरचना खंड में उपचार उपकरण, जल, अपशिष्ट जल, और तूफानी जल पंप व नियंत्रण जैसी उत्पाद शामिल हैं। एप्प्लाइड वाटर खंड में पंप, वाल्व, हीट एक्सचेंजर और डिस्पेंसिंग उपकरण जैसे उत्पाद शामिल हैं, जबकि उसके मापन एवं नियंत्रण समाधान (MCS) खंड में महत्वपूर्ण संसाधनों के बुद्धिमान उपयोग के लिए उन्नत समाधान और जल परीक्षण के लिए विश्लेषणात्मक उपकरण बनाते हैं। एकीकृत समाधान एवं सेवाएँ खंड उद्योगों और नगरपालिकाओं के लिए उपकरण प्रणालियाँ प्रदान करता है।
Xylem एआई का उपयोग करके जल प्रवाह की निगरानी करता है और वास्तविक समय में लीक का पता लगाता है। यह समस्याओं को समय पर पहचानने और जल्दी ठीक करने की अनुमति देता है, जिससे जल बचता है और लागत घटती है।
XYL मूल्य चार्ट
36.8 बिलियन डॉलर के बाजार पूंजी के साथ, XYL वर्तमान में $151.3 पर ट्रेड कर रहा है, YTD में 30.42% बढ़ा है। इसका EPS (TTM) 3.89 और P/E (TTM) 38.93 है। कंपनी 1.06% का डिविडेंड यील्ड देती है।
2025 की तीसरी तिमाही के परिणामों के लिए, Xylem ने “मजबूत निष्पादन और मांग” की रिपोर्ट की, जिससे कुल राजस्व $2.3 बिलियन हुआ। इसका शुद्ध आय $227 मिलियन, या प्रति शेयर $0.93, मार्जिन 30 बेसिस पॉइंट घटकर 10% हुआ, और समायोजित शुद्ध आय $333 मिलियन, या प्रति शेयर $1.37।
नवीनतम Xylem (XYL) स्टॉक समाचार और विकास
निष्कर्ष
पृथ्वी का जीवन स्रोत, पानी, नवीकरणीय ऊर्जा का एक शक्तिशाली रूप है। इस संभावनाओं को harness करने का एक आशाजनक तरीका हाइड्रोवोल्टाइक तकनीक है। शोधकर्ता जो पानी की सरल गति और अंतःक्रिया को उपयोगी विद्युत शक्ति में बदलने की खोज कर रहे हैं, उन्होंने ड्रॉपलेट-आधारित बिजली उत्पादन में नवाचार किए हैं, जो प्राकृतिक रूप से आकाश से गिरने वाली और पूरी तरह मुफ्त बारिश की बूंदों का उपयोग करता है।
नवीनतम फ्लोटिंग ड्रॉपलेट जनरेटर नवीकरणीय ऊर्जा के भविष्य की ओर संकेत करते हैं, जहाँ जल-एकीकृत, कम लागत वाले समाधान सेंसर, दूरस्थ प्रणालियों और यहां तक कि माइक्रोग्रिड को शक्ति प्रदान कर सकते हैं, जबकि प्रकृति के साथ सामंजस्य बनाए रखते हैं।
संदर्भ
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