ऊर्जा

पानी-चालित ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर की व्याख्या

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ऊर्जा सुरक्षा, लागत बचत और पर्यावरणीय चिंताओं की बढ़ती आवश्यकता से प्रेरित होकर, सतत ऊर्जा समाधान की मांग में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है।

इससे शोधकर्ताओं ने ऐसी ऊर्जा‑संग्रहण तकनीकों का विकास किया है जो परिवेशीय यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत शक्ति में बदलती हैं। इन तकनीकों में शक्ति उत्पादन, परिवहन और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की क्षमता है।

इन तकनीकों में, ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर (TENG) हमारे आसपास की गति और कंपन जैसी यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग करने के एक आशाजनक साधन के रूप में उभरे हैं।

परिणामस्वरूप, कई शोधकर्ता नई सामग्री, डिज़ाइन और तंत्रों की खोज कर रहे हैं ताकि वास्तविक दुनिया में उपयोग के लिए ऊर्जा उत्पादन, टिकाऊपन और स्केलेबिलिटी को बेहतर बनाया जा सके।

इस वर्ष की शुरुआत में, अलाबामा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने इन उपकरणों का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करने का प्रदर्शन किया। यहाँ मुख्य बात थी सस्ते, स्टोर‑बाय, मजबूत टेप के साथ प्लास्टिक और एल्युमीनियम का उपयोग, बजाय उन महंगी, विशेष रूप से निर्मित सामग्रियों के जो आमतौर पर TENGs में उपयोग होती हैं।

यह TENG का उन्नत संस्करण1 टेप की दबाव‑संवेदनशील एक्रिलिक चिपकने वाली परत और उसके पॉलीप्रोपिलीन बैकिंग के बीच की अंतःक्रिया का उपयोग करके अधिकतम 53 मिलीवॉट शक्ति उत्पन्न करता है। TENG को एक कंपन प्लेट पर रखा गया, जो दो परतों को बार‑बार संपर्क में लाता है और फिर अलग करता है, जिससे बिजली उत्पन्न होती है।

350 से अधिक LED लाइट और एक लेज़र पॉइंटर को चलाने के लिए पर्याप्त शक्ति उत्पन्न करने के अलावा, इस उपकरण को एक ध्वनि सेंसर और एक स्व‑शक्तिप्राप्त पहनने योग्य डिवाइस में भी एकीकृत किया गया।

एक अन्य अध्ययन में, अंतर्राष्ट्रीय शोधकर्ताओं की टीम ने छोटे प्लास्टिक मोतियों का उपयोग करके बिजली उत्पन्न की2 जो सतह पर निकटता से रखे गए थे, फिर उन्हें समान मोतियों वाली दूसरी सतह के संपर्क में लाया, जिससे सामान्य से अधिक बिजली उत्पन्न हुई।

मोतियों का आकार और सामग्री यहाँ महत्वपूर्ण पाई गई, जिसके प्रमुख लेखक, डॉ. इग्नास जिमिडर (VUB) ने कहा, “सामग्री चयन में छोटे बदलाव ऊर्जा उत्पादन दक्षता में उल्लेखनीय सुधार ला सकते हैं,” जिससे TENGs के दैनिक जीवन में नई संभावनाएँ खुलती हैं, बिना पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों पर निर्भर हुए।

इन खोजों और प्रगतियों से स्पष्ट होता है कि शोधकर्ता TENG तकनीक के परिवर्तनकारी अनुप्रयोगों के लिए मार्ग प्रशस्त कर रहे हैं।

ज़ोंग लिन वांग के अनुसार, जिन्होंने पहली बार कार्यशील TENG प्रदर्शित किया, ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर ऊर्जा लोकतंत्रीकरण की दिशा में महत्वपूर्ण हो सकते हैं।

“साधारण भौतिक क्रियाओं को उपयोग में लाकर, वे इलेक्ट्रॉनिक्स को स्व‑शक्तिप्राप्त बनाते हैं, जिससे केंद्रीकृत पावर ग्रिड पर निर्भरता समाप्त हो जाती है। यह ‘परिवेशीय ऊर्जा संग्रहण’ स्थिरता, व्यक्तिगत स्वास्थ्य देखभाल और इंटरनेट ऑफ थिंग्स जैसी कई वैश्विक प्रवृत्तियों के साथ निकटता से मेल खाता है,” वांग ने एक साक्षात्कार में कहा। “TENGs पहले से ही कम‑शक्ति, वितरित सेंसरिंग के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन उनका वास्तविक प्रभाव भविष्य में बड़े‑पैमाने पर ऊर्जा संग्रहण और मानव‑मशीन सहयोग में निहित है।”

TL;DR
  • ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर (TENG) संपर्क विद्युत् द्वारा दैनिक गति, कंपन, तरल प्रवाह और दबाव को बिजली में बदलते हैं।
  • नए तरल‑ठोस डिज़ाइन, जैसे ट्यूब‑आधारित “ब्लू एनर्जी” हार्वेस्टर और समुद्री शैवाल‑समान उपकरण, कम लागत और लचीलापन बनाए रखते हुए आउटपुट बढ़ाते हैं।
  • यूरोपीय शोधकर्ताओं ने अब दिखाया है कि हाइड्रोफोबिक नैनोपोरस सिलिकॉन में सीमित पानी 9% तक ठोस‑तरल रूपांतरण दक्षता प्राप्त कर सकता है।
  • इन प्रगतियों से स्व‑शक्तिप्राप्त सेंसर, पहनने योग्य उपकरण, समुद्री ऊर्जा प्रणाली और दबाव‑आधारित हार्वेस्टर की दिशा में संकेत मिलता है, जो बैटरियों और ग्रिड पर निर्भरता को कम करते हैं।

ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर (TENG) गति को बिजली में कैसे बदलते हैं

A close-up macro shot showing water inside a transparent tube sloshing as tiny electric arcs

जैसे-जैसे ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर पर शोध तेज़ी से आगे बढ़ रहा है, हालिया प्रगतियों ने इन उपकरणों द्वारा संग्रहित ऊर्जा की सीमा को विस्तृत किया है, जिसमें सूक्ष्म कंपन और शरीर की गति से लेकर वायु, बूंदों और तरल प्रवाह जैसी पर्यावरणीय बल शामिल हैं।

अब, ये ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर (TENG) वास्तव में कैसे काम करते हैं? वे संपर्क विद्युत् और स्थैतिक प्रेरण के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलते हैं।

संपर्क विद्युत् दो सतहों के संपर्क में आने पर चार्ज के स्थानांतरण को शामिल करता है, जहाँ एक सतह सकारात्मक रूप से चार्ज होती है और दूसरी नकारात्मक रूप से। वहीं, स्थैतिक प्रेरण या स्थैतिक प्रभाव सीधे संपर्क के बिना विद्युत चार्ज के पुनर्वितरण को दर्शाता है।

TENGs की विशेषता उनकी उच्च त्वरित शक्ति घनत्व, व्यापक सामग्री संगतता और स्केलेबिलिटी है। शक्ति स्रोतों, ब्लू एनर्जी और स्व‑शक्तिप्राप्त सेंसरों में उनके अनुप्रयोगों के साथ, इन उपकरणों को सफलतापूर्वक पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स, स्व‑शक्तिप्राप्त सेंसर और बड़े‑पैमाने की ऊर्जा नेटवर्क में एकीकृत किया गया है।

हालाँकि, मौजूदा पावर सिस्टम के साथ एकीकरण, दीर्घकालिक स्थिरता, तथा चार्ज ट्रांसफ़र और रूपांतरण दक्षता के संदर्भ में अभी भी चुनौतियाँ मौजूद हैं।

वास्तव में, अप्रयुक्त या बर्बाद ऊर्जा को प्रभावी रूप से संग्रहित, उपयोग और परिवर्तित करने के लिए विभिन्न TENG रणनीतियाँ मौजूद हैं। एक आशाजनक विकल्प ठोस‑तरल TENG है, जो पारंपरिक ठोस‑ठोस TENGs से अलग, सरल, लागत‑प्रभावी डिज़ाइन, बेहतर चार्ज‑ट्रांसफ़र दक्षता, स्व‑मरम्मत क्षमताएँ, दीर्घकालिक टिकाऊपन और गतिशील वातावरण के अनुकूलता प्रदान करता है।

शोध ने यह भी दिखाया है कि सामग्री और/या तरल को संशोधित करने, जैसे हाइड्रोफोबिक सतहें या आयनिक घोल, से ट्राइबोइलेक्ट्रिक आउटपुट बढ़ सकता है और जलीय तथा बायोमेडिकल वातावरण में ऊर्जा संग्रहण के नए मार्ग खुलते हैं।

इस वर्ष की शुरुआत में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने तरल‑ठोस TENG का उपयोग करके समुद्री लहरों से ‘ब्लू एनर्जी’ को पकड़ने का प्रदर्शन किया4, कम ऊर्जा आउटपुट की चुनौती को पार करने पर ध्यान केंद्रित करते हुए। उन्होंने यह ऊर्जा‑संग्रहण इलेक्ट्रोड के स्थान को अनुकूलित करके किया।

16‑इंच के स्पष्ट प्लास्टिक ट्यूब का उपयोग करके, उन्होंने एक छोर पर कॉपर फ़ॉइल इलेक्ट्रोड के साथ TENG बनाया। ट्यूब को फिर उसकी लंबाई के एक चौथाई हिस्से तक पानी से भरा गया, अंतों को सील किया गया, और एक तार के माध्यम से इलेक्ट्रोड को बाहरी सर्किट से जोड़ा गया। इसके बाद इस उपकरण को बेंच‑टॉप रॉकर पर रखा गया, जो अंदर के पानी को आगे‑पीछे हिलाता और विद्युत धारा उत्पन्न करता।

इस अनुकूलित डिज़ाइन ने ऊर्जा रूपांतरण को 2.4 गुना बढ़ाया और 35 LED की श्रृंखला को चमकाने में सक्षम बनाया।

कुछ साल पहले किए गए एक अन्य प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने समुद्री शैवाल‑समान TENG बनाया ताकि तटरेखा पर बैटरियों पर निर्भरता को कम करने की इसकी संभावनाओं को दर्शाया जा सके।

उन्होंने दो विभिन्न पॉलीमर की 1.5‑इंच बाय 3‑इंच स्ट्रिप्स को एक कंडक्टिव इंक से कोट किया, उनके बीच एक छोटा स्पॉन्ज डालकर एक पतला वायु अंतर बनाया, और फिर पूरे यूनिट को सील करके TENG तैयार किया। जब उपकरण पानी में ऊपर‑नीचे चलता, तो स्ट्रिप आगे‑पीछे झुककर बिजली उत्पन्न करता।

जब TENG को तटवर्ती जल के नीचे के दबावों पर पानी में डुबोया गया, तो वायु अंतर कम हो गया, लेकिन फिर भी 100 kPa पर धारा उत्पन्न हुई। उन्होंने एक वेव टैंक का उपयोग करके दिखाया कि कई TENGs को एक छोटे जल‑अधीन पावर स्टेशन के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जो 30 LED या एक छोटा चमकता लाइटहाउस LED बीकन को ऊर्जा प्रदान करता है।

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TENG डिज़ाइन कार्यशील माध्यम मुख्य संरचना रिपोर्टेड आउटपुट / प्रमुख बिंदु संभावित अनुप्रयोग
स्कॉच‑टेप TENG (University of Alabama) ठोस‑ठोस (टेप परतें) वाइब्रेटिंग प्लेट पर प्लास्टिक और एल्युमीनियम के साथ भारी‑ड्यूटी सिंगल‑साइडेड टेप अधिकतम 53 mW, >350 LED और एक लेज़र पॉइंटर को चलाने के लिए पर्याप्त पहनने योग्य बायोसेंसर, ध्वनि सेंसर, कम‑लागत स्व‑शक्तिप्राप्त गैजेट
पॉलीमर बीड ग्रैन्यूलर TENG ठोस‑ठोस (निकट‑पैक्ड प्लास्टिक बीड) विपरीत सतहों पर पॉलीमर बीड की मोनोलेयर, बार‑बार संपर्क में लाया गया ऑप्टिमाइज़्ड बीड आकार और सामग्री चयन द्वारा सुधारित चार्ज उत्पन्न दैनिक गति हार्वेस्टर, कम‑शक्ति IoT सेंसर
ट्यूब तरल‑ठोस TENG (“ब्लू एनर्जी”) प्लास्टिक ट्यूब में पानी 16‑इंच स्पष्ट ट्यूब जिसमें कॉपर इलेक्ट्रोड; रॉकर पर पानी स्लॉश करता है ऑप्टिमाइज़्ड इलेक्ट्रोड स्थिति ने आउटपुट को 2.4x बढ़ाया और 35 LED को चलाया वेव‑ड्रिवेन “ब्लू एनर्जी”, समुद्री सेंसरिंग, पोर्टेबल पावर
समुद्री शैवाल‑समान लचीला TENG चलते पानी में पॉलीमर स्ट्रिप्स कोटेड पॉलीमर “ब्लेड” जिसमें पतला वायु अंतर और स्पॉन्ज स्पेसर 30 LED या एक छोटा लाइटहाउस बीकन के लिए पर्याप्त शक्ति उत्पन्न तटीय पावर स्टेशन, समुद्री IoT, बैटरी‑रहित बीकन
नैनोपोरस सिलिकॉन मोनोलिथ के साथ IE‑TENG हाइड्रोफोबिक नैनोपोर में पानी या PEI घोल विस्तृत आंतरिक सतह क्षेत्र वाला कंडक्टिव, नैनोपोरस, हाइड्रोफोबिक सिलिकॉन ब्लॉक अधिकतम 9% ठोस‑तरल ऊर्जा‑रूपांतरण दक्षता और शक्ति घनत्व में कई क्रम magnitude वृद्धि पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स, दबाव‑आधारित हार्वेस्टर, स्व‑शक्तिप्राप्त औद्योगिक सेंसर

पानी, नैनोपोरस सिलिकॉन और दबाव का उपयोग करके TENG ऊर्जा संग्रहण

अब, यूरोपीय शोधकों की एक टीम ने तरल‑ठोस TENGs के एक विशेष अनुप्रयोग की ओर रुख किया: इंट्रूज़न‑एक्सट्रूज़न ट्राइबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर (IE‑TENGs)।

यह प्रणाली नॉन‑वेटिंग तरल, अर्थात् पानी और पॉलीएथिलीनिमाइन घोल, तथा नैनोपोरस सिलिकॉन मोनोलिथ का उपयोग करती है।

सामग्रियों की हाइड्रोफोबिक नैनोपोरस संरचना का लाभ उठाकर, यह तरल को सीमित स्थानों में प्रवेश और निकास की नियंत्रित गति के माध्यम से बिजली उत्पन्न करता है, जिससे चार्ज संचय और पुनर्वितरण होता है, और धारा व वोल्टेज में उतार‑चढ़ाव उत्पन्न होते हैं जिन्हें ऊर्जा रूपांतरण के लिए उपयोग किया जा सकता है।

IE‑TENGs का एक प्रमुख लाभ यह है कि वे पारंपरिक TENGs की एक मुख्य सीमा—सामग्रियों के बीच सीमित संपर्क क्षेत्र—को पार कर सकते हैं। सैकड़ों से हजारों वर्ग मीटर प्रति ग्राम सतह क्षेत्र वाले नैनोपोरस सामग्रियों के उपयोग से IE‑TENGs ऊर्जा घनत्व को क्षेत्र‑विशिष्ट रूप से काफी बढ़ा सकते हैं और इन उपकरणों के समग्र प्रदर्शन को उन्नत कर सकते हैं।

वहीं, नैनोपोरस सिलिकॉन मोनोलिथ का उपयोग इसलिए किया गया क्योंकि इन्हें चिकित्सा, ऑप्टिकल, इलेक्ट्रॉनिक और मैकेनिकल क्षेत्रों में व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है। उन्होंने शोधकर्ताओं को कई प्रमुख लाभ प्रदान किए।

इसमें डोप्ड, अर्थात् कंडक्टिव, पोरोस सिलिकॉन शामिल है, जो इंट्रूज़न‑एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान चार्ज ट्रांसफ़र और संग्रह को बढ़ाता है, इस प्रकार विद्युत आउटपुट दक्षता में सुधार करता है। नैनोपोरस सिलिकॉन मोनोलिथ को हाइड्रोफोबिक सतहों में भी बदला जा सकता है, जो इंट्रूज़न‑एक्सट्रूज़न‑आधारित ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक हैं।

अध्ययन ने पाया कि पोरोस सिलिकॉन मोनोलिथ अगली पीढ़ी के IE‑TENGs के लिए आशाजनक उम्मीदवार हैं, जिन्होंने त्वरित शक्ति घनत्व में तीन क्रम magnitude वृद्धि और इंट्रूज़न‑एक्सट्रूज़न चक्र प्रति ऊर्जा में दो क्रम magnitude वृद्धि हासिल की।

यह मानता है कि निरंतर प्रगति के माध्यम से, पोरोस कंडक्टिव सामग्री का उपयोग करने वाले IE‑TENGs पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक ऊर्जा पुनर्प्राप्ति अनुप्रयोगों में “उच्च‑प्रदर्शन, स्व‑स्थायी ऊर्जा संग्रहण प्रणाली” के लिए एक व्यवहार्य विकल्प प्रदान कर सकते हैं।

A cutaway cross-section of a silicon monolith with millions of nanopores

यूरोपीय वैज्ञानिकों की टीम द्वारा विकसित नई विधि, जो यांत्रिक ऊर्जा को बिजली में बदलती है, सिलिकॉन पोर्स में फँसे पानी को कार्यशील द्रव के रूप में उपयोग करती है।

“हाइड्रोफोबिक नैनोपोरस सिलिकॉन मोनोलिथ में नॉन‑वेटिंग तरल इंट्रूज़न‑एक्सट्रूज़न के दौरान ट्राइबोइलेक्ट्रिककरण” नामक अध्ययन में, उन्होंने जल‑प्रतिरोधी नैनोपोरस सिलिकॉन मोनोलिथ में पानी के चक्रीय इंट्रूज़न और एक्सट्रूज़न की क्षमता को मापनीय विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के रूप में प्रदर्शित किया।

नया सिस्टम, IE‑TENG, हैम्बर्ग यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी (TUHH) और DESY (जर्मन इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन), यूनिवर्सिटी ऑफ फेरारा (इटली), CIC energiGUNE (स्पेन), रीगा टेक्निकल यूनिवर्सिटी (लातविया), और यूनिवर्सिटी ऑफ सिलेसिया इन कातोविचे (पोलैंड) के सहयोगी प्रयास से विकसित किया गया है। यह दबाव का उपयोग करके नैनोमीटर‑आकार के पोर्स में पानी को बार‑बार धकेलता और बाहर निकालता है।

इस प्रक्रिया के दौरान, ठोस और तरल के इंटरफ़ेस पर चार्ज उत्पन्न होता है। दिलचस्प बात यह है कि यह वह घर्षण‑विद्युत् का प्रकार है जिसे हम रोज़मर्रा की जिंदगी में अक्सर देखते हैं, जैसे जूते पहनकर जल‑प्रतिरोधी PVC कार्पेट पर चलना।

यह स्थैतिक विद्युत् का एक सामान्य उदाहरण है जो ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव से उत्पन्न होता है। एक अन्य उदाहरण है दरवाज़े के हैंडल को छूना और छोटा विद्युत् झटका महसूस करना। यह तब होता है जब आपके शरीर पर जमा हुआ विद्युत् चार्ज एक कंडक्टर, जैसे धातु हैंडल, के माध्यम से तेज़ी से डिस्चार्ज हो जाता है।

नए विकसित सिस्टम के मामले में, इसने 9% तक की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता हासिल की है।

“शुद्ध पानी भी, जब नैनोस्केल पर सीमित हो, ऊर्जा रूपांतरण को सक्षम बना सकता है,” प्रोफेसर पैट्रिक ह्यूबर, ब्लूमैट: वाटर‑ड्रिवेन मैटेरियल्स एक्सीलेंस क्लस्टर, TUHH और DESY के प्रवक्ता ने कहा, जिसका लक्ष्य जल के साथ इंटरैक्शन के माध्यम से अपनी विशेषताएँ बदलने वाले प्रकृति‑प्रेरित, सतत सामग्री का नया वर्ग विकसित करना है।

कुछ ही महीने पहले, क्लस्टर को €70 मिलियन तक के शोध फंडिंग से सम्मानित किया गया, जिससे 2033 तक समर्थन सुनिश्चित हुआ।

एक मोनोलिथिक नैनोपोरस फ्रेमवर्क का उपयोग करके ट्राइबोइलेक्ट्रिक ऊर्जा संग्रहण का उनका दृष्टिकोण सीमित ठोस‑तरल इंटरफ़ेस पर संपर्क विद्युत् को बढ़ाने का वैकल्पिक मार्ग प्रदान करता है।

उनके कार्य में, शोधकर्ताओं ने केवल दबाव और पानी द्वारा उत्पन्न घर्षण के माध्यम से सिलिकॉन पोर्स में बिजली उत्पन्न की।

“नैनोपोरस सिलिकॉन को पानी के साथ मिलाकर एक कुशल, पुनरुत्पादनीय शक्ति स्रोत सक्षम होता है — बिना विदेशी सामग्री के, बल्कि केवल पृथ्वी पर सबसे अधिक उपलब्ध अर्धचालक, सिलिकॉन, और सबसे अधिक उपलब्ध तरल, पानी का उपयोग करके।”

– डॉ. लुइस बार्टोलोमे, CIC energiGUNE

यहाँ सामग्री का डिज़ाइन मुख्य था, क्योंकि उन्हें ऐसी चीज़ चाहिए थी जो बिजली के स्थानांतरण की अनुमति दे, नैनोमीटर‑स्केल के आकार के पोर्स रखे, और पानी द्वारा प्रतिकर्षित हो।

“एक महत्वपूर्ण कदम था सटीक रूप से इंजीनियर्ड सिलिकॉन संरचनाओं का विकास, जो एक साथ कंडक्टिव, नैनोपोरस और हाइड्रोफोबिक हों,” इस आर्किटेक्चर ने उन्हें पोर्स के भीतर पानी की गति को नियंत्रित करने की अनुमति दी, जिससे ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया स्थिर और स्केलेबल बनी, जैसा कि हैम्बर्ग यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के डॉ. मैन्युअल ब्रिंकर ने बताया।

पाउडर‑आधारित IE‑TENGs के बजाय मोनोलिथिक सिलिकॉन संरचनाओं के उपयोग ने अधिक कुशल और पुनरुत्पादनीय ऊर्जा संग्रहण को संभव बनाया। उन्होंने त्वरित शक्ति घनत्व में भी उल्लेखनीय सुधार हासिल किया, जो एक क्षणिक धारा द्वारा माध्यम को दी गई शक्ति है, और प्रति चक्र ऊर्जा।

टीम ने पोर्स के आकार और कुल पोर्स वॉल्यूम को ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन को नियंत्रित करने वाले दो मुख्य कारक के रूप में पहचाना, जिससे इन संरचनात्मक गुणों को अनुकूलित करने के महत्व पर प्रकाश डाला।

इसके अतिरिक्त, उनके विश्लेषण ने पाया कि उच्च संपीड़न दरें विद्युत शक्ति उत्पादन को बढ़ाती हैं, जबकि तरल माध्यम का चयन ट्राइबोइलेक्ट्रिक दक्षता को उल्लेखनीय रूप से सुधारता है। विशेष रूप से 0.1% पॉलीएथिलीनिमाइन (PEI) घोल के उपयोग ने टीम को ठोस‑तरल TENGs के लिए सबसे अधिक रिपोर्टेड ऊर्जा रूपांतरण दक्षता (9%) हासिल करने में सक्षम बनाया।

इन निष्कर्षों के साथ, टीम ठोस‑तरल ट्राइबोइलेक्ट्रिक ऊर्जा संग्रहण को आगे अनुकूलित करने के लिए एक मजबूत आधार प्रदान करने का लक्ष्य रखती है। शोधकर्ताओं के अनुसार, भविष्य के अनुसंधान का फोकस तरल चयन, पोर्स आर्किटेक्चर को अनुकूलित करने, और सिलिकॉन मोनोलिथ की सतह संशोधनों पर होना चाहिए।

वहीं, यह तकनीक स्व‑शक्तिप्राप्त सेंसरिंग सिस्टम, पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स और पर्यावरणीय ऊर्जा संग्रहण के अनुप्रयोगों के लिए मार्ग प्रशस्त करती है।

वैज्ञानिकों के अनुसार, यह “स्वायत्त, रखरखाव‑रहित सेंसर सिस्टम” के मार्ग को खोलता है।

इसलिए, इस तकनीक को स्मार्ट वस्त्रों में जल पहचान और स्वास्थ्य मॉनिटरिंग के लिए लागू किया जा सकता है। इसे हैप्टिक रोबोटिक्स में भी उपयोग किया जा सकता है, जहाँ गति सीधे विद्युत संकेत उत्पन्न करती है। इसके अलावा, यह तकनीक उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिन्हें उच्च यांत्रिक दबाव की आवश्यकता होती है, जैसे वाहन शॉक एब्जॉर्बर।

“पानी‑चालित सामग्री नई पीढ़ी की स्व‑स्थायी तकनीकों की शुरुआत का संकेत देती हैं,” सह‑लेखक प्रोफेसर सिमोन मेलोनी (यूनिवर्सिटी ऑफ फेरारा) और डॉ. यारोस्लाव ग्रोसु (CIC energiGUNE) ने कहा।

जैसा कि हमने हाल ही में कवर किया, ऐसी ‘प्रकृति‑एकीकृत’ डिज़ाइन दृष्टिकोण का उपयोग करके एक नया जल‑एकीकृत फ्लोटिंग DEG (W‑DEG) विकसित किया गया था, जो पानी की विद्युत और संरचनात्मक गुणों का लाभ उठाता है। ‘फ्री वाटर’ को निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग करने से W‑DEG का वजन और सामग्री लागत बहुत कम हो गई, और यह भूमि‑रहित अनुप्रयोगों के लिए उच्च संभावनाएँ रखता है, जबकि विभिन्न कार्य स्थितियों में उत्कृष्ट स्केलेबिलिटी और बड़ी टिकाऊपन दिखाता है।

ऊर्जा‑संग्रहण अर्धचालकों में निवेश: TXN का मामला

जबकि ये विशिष्ट सिलिकॉन मोनोलिथ वर्तमान में शोध चरण में हैं, निवेशकों को कम‑शक्ति ऊर्जा प्रबंधन की मूल प्रवृत्ति का लाभ उठाने के लिए स्थापित अर्धचालक बाजार की ओर देखना चाहिए, जहाँ Texas Instruments Incorporated (TXN ) एक प्रमुख खिलाड़ी है, जो कम‑शक्ति माइक्रोकंट्रोलर, पावर‑मैनेजमेंट ICs और एनालॉग/मिक्स्ड‑सिग्नल समाधान प्रदान करता है।

वैश्विक अर्धचालक कंपनी ऑटोमोटिव, एंटरप्राइज़ सिस्टम, व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक्स, संचार उपकरण और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एनालॉग और एम्बेडेड प्रोसेसिंग चिप्स डिजाइन और निर्मित करती है।

इसका पोर्टफ़ोलियो विभिन्न वोल्टेज स्तरों में पावर आवश्यकताओं को प्रबंधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें पावर स्विच, AC/DC और आइसोलेटेड DC/DC स्विचिंग रेगुलेटर, DC/DC स्विचिंग रेगुलेटर, वोल्टेज रेफ़रेंस, बैटरी‑मैनेजमेंट समाधान और अन्य शामिल हैं।

Texas Instruments का वित्तीय स्थिति स्वस्थ है। Q3 2025 के लिए, कंपनी ने $4.74 बिलियन की राजस्व की रिपोर्ट की, जो क्रमिक रूप से 7% और वर्ष‑दर‑वर्ष 14% बढ़ी, सभी अंतिम बाजारों में वृद्धि के साथ। एनालॉग राजस्व में YoY 16% वृद्धि, एम्बेडेड प्रोसेसिंग में 9% और “अन्य” खंड में 11% वृद्धि हुई।

TXN मूल्य चार्ट

लाभप्रदता के पक्ष में, TI ने इस तिमाही में $1.36 बिलियन का शुद्ध आय और $1.48 का डायल्यूटेड प्रति शेयर आय उत्पन्न किया। पिछले 12 महीनों में, संचालन से नकदी प्रवाह $6.9 बिलियन था, और फ्री कैश फ्लो $2.4 बिलियन, जो कंपनी की भारी कैपेक्स और शेयरधारक रिटर्न को फंड करने की क्षमता को रेखांकित करता है, जबकि अभी भी R&D में निवेश किया जा रहा है।

“पिछले 12 महीनों में हमारे संचालन से $6.9 बिलियन का नकदी प्रवाह फिर से हमारे व्यवसाय मॉडल की मजबूती, हमारे उत्पाद पोर्टफ़ोलियो की गुणवत्ता, और 300mm उत्पादन के लाभ को रेखांकित करता है।”

– CEO हविव इलान

Q3 2025 के दौरान, TI ने लगभग $1.2 बिलियन का डिविडेंड भुगतान किया और लगभग $119 मिलियन अपने शेयरों को पुनः खरीदा, जिससे पिछले 12 महीनों में शेयरधारकों को $6.6 बिलियन वापस किए गए। सितंबर में, कंपनी ने प्रति शेयर $1.42 तक 4% डिविडेंड वृद्धि की घोषणा की, जो 22 लगातार वर्षों की डिविडेंड वृद्धि को चिह्नित करती है।

नवंबर 2025 के अंत तक, TXN का ट्रेडिंग मूल्य लगभग $160 के मध्य में है, जो जुलाई 2025 में प्राप्त $221.69 के 52‑सप्ताह उच्च से लगभग 25‑30% नीचे है। जबकि स्टॉक ने उन उच्चों से पीछे हटकर पिछले वर्ष नकारात्मक रिटर्न दिया है, एनालॉग बिक्री में वृद्धि, 3%+ डिविडेंड यील्ड और दीर्घकालिक बायबैक का संयोजन आय‑उन्मुख निवेशकों को आकर्षित करता रहता है।

टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स इंकॉरपोरेटेड (TXN) स्टॉक समाचार

निवेशक मुख्य बिंदु
  • TENGs और अन्य जल‑चालित ऊर्जा हार्वेस्टर अभी भी मुख्यतः प्रयोगशाला में हैं, लेकिन वे वास्तविक‑विश्व उपयोग मामलों को लक्षित करते हैं: स्व‑शक्तिप्राप्त पहनने योग्य उपकरण, IoT सेंसर, समुद्री ऊर्जा और औद्योगिक दबाव हार्वेस्टर।
  • एकल शुरुआती‑स्तर के TENG स्टार्टअप को चुनने के बजाय, निवेशक एनालॉग और पावर‑मैनेजमेंट के नेताओं जैसे Texas Instruments (TXN) के माध्यम से व्यापक एक्सपोज़र प्राप्त कर सकते हैं, जो इन सिस्टमों के लिए आवश्यक कम‑शक्ति ICs प्रदान करते हैं।
  • देखने योग्य प्रमुख संकेतों में शामिल हैं: उच्च रिपोर्टेड रूपांतरण दक्षता, टिकाऊपन और पैकेजिंग में突破, और प्रारंभिक व्यावसायिक पायलट जो ट्राइबोइलेक्ट्रिक हार्वेस्टर को ऑटोमोटिव, औद्योगिक या मेडिकल प्लेटफ़ॉर्म में एम्बेड करते हैं।

निष्कर्ष: स्वच्छ ऊर्जा के भविष्य में TENG का स्थान

ऊर्जा संग्रहण की दुनिया में, TENGs कम‑लागत, कुशल और सतत तरीका प्रदान करते हैं जिससे यांत्रिक ऊर्जा को बिजली में बदला जा सके। दैनिक यांत्रिक इंटरैक्शन के साथ-साथ तरल प्रवाह और दबाव उतार‑चढ़ाव को उपयोगी बिजली में बदलकर, ये तकनीकें लचीले पहनने योग्य उपकरण, स्व‑शक्तिप्राप्त सेंसर, समुद्री‑पर्यावरण ऊर्जा प्रणाली और अधिक का वादा करती हैं।

हालाँकि, TENGs का वास्तविक‑विश्व अपनाना वर्तमान में सीमित है, लेकिन सामग्री आर्किटेक्चर को परिष्कृत करने, दक्षता सुधारने और TENGs को मौजूदा पावर सिस्टम के साथ एकीकृत करने के निरंतर अनुसंधान के माध्यम से, ये उपकरण अंततः व्यापक व्यावसायिक तैनाती के लिए व्यवहार्य बन सकते हैं।

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संदर्भ

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2. Jimidar, I. S. M., Mālnieks, K., Sotthewes, K., Sherrell, P. C., & Šutka, A. “TENGs में ग्रैन्युलर इंटरफ़ेस: ऊर्जा हार्वेस्टर के लिए निकट‑पैक्ड पॉलीमर बीड मोनोलेयर की भूमिका।” Small 21, no. 9 (2025): Article 2410155. https://doi.org/10.1002/smll.202410155
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गौरव ने 2017 में क्रिप्टोकरेंसी का व्यापार करना शुरू किया और तब से वह क्रिप्टो स्पेस से प्यार करने लगे। उनकी क्रिप्टो में सब कुछ में रुचि ने उन्हें क्रिप्टोकरेंसी और ब्लॉकचेन में विशेषज्ञता वाले लेखक में बदल दिया। जल्द ही उन्हें क्रिप्टो कंपनियों और मीडिया आउटलेट्स के साथ काम करते हुए पाया। वह बैटमैन के बहुत बड़े प्रशंसक भी हैं।