புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் சேமிப்பு தேவை. இந்த 3 தீர்வுகள் உதவும்.

நம்பகமான குறைந்த கார்பன் கட்டத்திற்கு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைச் சேமிப்பது முக்கியமானது.

சூரியன் மற்றும் காற்றில் இருந்து எப்பொழுதும் ஆற்றலைப் பெற முடியாது, எனவே இடைவெளிகளை நிரப்புவதற்கு நமக்கு சேமிப்பு தேவை.

கெர்ரி ரிப்பி தேசிய புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆய்வகத்தில் ஆராய்ச்சியாளர். இந்தக் கதை முதலில் உரையாடலில் இடம்பெற்றது.

சமீபத்திய தசாப்தங்களில் காற்று மற்றும் சூரிய மின் உற்பத்திக்கான செலவு வியத்தகு அளவில் குறைந்துள்ளது. 2050 ஆம் ஆண்டுக்குள் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் வேகமாக வளரும் யு.எஸ். எரிசக்தி ஆதாரமாக இருக்கும் என்று அமெரிக்க எரிசக்தித் துறை திட்டங்களுக்கு இது ஒரு காரணம்.

இருப்பினும், ஆற்றலைச் சேமிப்பது ஒப்பீட்டளவில் விலை உயர்ந்தது. புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி உருவாக்கம் எப்பொழுதும் கிடைக்காது - காற்று வீசும்போது அல்லது சூரியன் பிரகாசிக்கும்போது இது நிகழ்கிறது - சேமிப்பு அவசியம்.
தேசிய புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆய்வகத்தில் ஆராய்ச்சியாளராக, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்க, மத்திய அரசு மற்றும் தனியார் துறையுடன் இணைந்து பணியாற்றுகிறேன். சமீபத்திய அறிக்கையில், NREL இல் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள், 2050-க்குள் அமெரிக்க புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் சேமிப்பு திறனை 3,000 சதவீதம் வரை அதிகரிக்க வாய்ப்பு இருப்பதாக மதிப்பிட்டுள்ளனர்.

இதைச் செய்ய உதவும் மூன்று வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்கள் இங்கே உள்ளன.

நீண்ட சார்ஜ்

சிறிய எலக்ட்ரானிக்களுக்கான அல்கலைன் பேட்டரிகள் முதல் கார்கள் மற்றும் மடிக்கணினிகளுக்கான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் வரை, பெரும்பாலான மக்கள் ஏற்கனவே தங்கள் அன்றாட வாழ்க்கையின் பல அம்சங்களில் பேட்டரிகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். ஆனால் வளர்ச்சிக்கு இன்னும் நிறைய இடங்கள் உள்ளன.

எடுத்துக்காட்டாக, அதிக திறன் கொண்ட பேட்டரிகள் நீண்ட டிஸ்சார்ஜ் நேரங்கள் - 10 மணிநேரம் வரை - இரவில் சூரிய சக்தியை சேமிக்க அல்லது மின்சார வாகனங்களின் வரம்பை அதிகரிக்க மதிப்புமிக்கதாக இருக்கலாம். தற்போது இதுபோன்ற பேட்டரிகள் பயன்பாட்டில் மிகக் குறைவு. இருப்பினும், சமீபத்திய கணிப்புகளின்படி, 100 ஜிகாவாட் மதிப்புள்ள இந்த பேட்டரிகள் 2050-க்குள் நிறுவப்படும். ஒப்பிடுகையில், இது ஹூவர் அணையின் உற்பத்தித் திறனை விட 50 மடங்கு அதிகம். இது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் நம்பகத்தன்மையில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தலாம். மின்னோட்டத்தின் ஓட்டத்தை உருவாக்கும் ஒரு இரசாயன எதிர்வினையை உருவாக்குவதன் மூலம் பேட்டரிகள் வேலை செய்கின்றன.

மிகப்பெரிய தடைகளில் ஒன்று லித்தியம் மற்றும் கோபால்ட்டின் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட சப்ளை ஆகும், இவை தற்போது இலகுரக, சக்தி வாய்ந்த பேட்டரிகளை தயாரிப்பதற்கு அவசியமானவை. சில மதிப்பீடுகளின்படி, 2050ஆம் ஆண்டுக்குள் உலகின் லித்தியத்தில் 10 சதவீதமும், உலகின் கிட்டத்தட்ட அனைத்து கோபால்ட் இருப்புக்களும் தீர்ந்துவிடும்.

மேலும், மனிதாபிமானமற்றது என நீண்ட காலமாக ஆவணப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ், உலகின் கிட்டத்தட்ட 70 சதவிகித கோபால்ட் காங்கோவில் வெட்டப்படுகிறது.
லித்தியம் மற்றும் கோபால்ட் பேட்டரிகளை மறுசுழற்சி செய்வதற்கான நுட்பங்களை உருவாக்கவும் மற்ற பொருட்களின் அடிப்படையில் பேட்டரிகளை வடிவமைக்கவும் விஞ்ஞானிகள் பணியாற்றி வருகின்றனர். அடுத்த சில ஆண்டுகளில் கோபால்ட் இல்லாத பேட்டரிகளை தயாரிக்க டெஸ்லா திட்டமிட்டுள்ளது. மற்றவர்கள் லித்தியத்தை சோடியத்துடன் மாற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளனர், இது லித்தியத்துடன் மிகவும் ஒத்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதிக அளவில் உள்ளது.

பாதுகாப்பான பேட்டரிகள்

பேட்டரிகளை பாதுகாப்பானதாக்குவது மற்றொரு முன்னுரிமை. மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு பகுதி எலக்ட்ரோலைட்டுகள் - நடுத்தர, பெரும்பாலும் திரவமானது, பேட்டரியின் அனோட் அல்லது நெகட்டிவ் டெர்மினலில் இருந்து கேதோட் அல்லது பாசிட்டிவ் டெர்மினலுக்கு மின் கட்டணம் பாய அனுமதிக்கிறது.

ஒரு பேட்டரி பயன்பாட்டில் இருக்கும்போது, ​​எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் பேட்டரியிலிருந்து வெளியேறும் மின்சாரத்தின் கட்டணத்தை சமநிலைப்படுத்துவதற்காக நகர்கின்றன. எலக்ட்ரோலைட்களில் பெரும்பாலும் எரியக்கூடிய பொருட்கள் உள்ளன. அவை கசிந்தால், பேட்டரி அதிக வெப்பமடைந்து தீ பிடிக்கலாம் அல்லது உருகலாம்.

விஞ்ஞானிகள் திடமான எலக்ட்ரோலைட்டுகளை உருவாக்கி வருகின்றனர், இது பேட்டரிகளை மேலும் வலிமையாக்கும். துகள்கள் திரவங்களை விட திடப்பொருட்களின் வழியாகச் செல்வது மிகவும் கடினம், ஆனால் ஊக்கமளிக்கும் ஆய்வக அளவிலான முடிவுகள், இந்த பேட்டரிகள் 2026 ஆம் ஆண்டிலேயே வணிகமயமாக்கலுக்கான இலக்கு தேதிகளுடன் வரவிருக்கும் ஆண்டுகளில் மின்சார வாகனங்களில் பயன்படுத்த தயாராக இருக்கும் என்று தெரிவிக்கிறது.
திட-நிலை பேட்டரிகள் நுகர்வோர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் மின்சார வாகனங்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கும் அதே வேளையில், பெரிய அளவிலான ஆற்றல் சேமிப்புக்காக, விஞ்ஞானிகள் ஃப்ளோ பேட்டரிகள் எனப்படும் அனைத்து திரவ வடிவமைப்புகளையும் பின்பற்றுகின்றனர்.
இந்த சாதனங்களில் எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் மின்முனைகள் இரண்டும் திரவங்களாகும். இது அதிவேக சார்ஜிங்கை அனுமதிக்கிறது மற்றும் பெரிய பேட்டரிகளை உருவாக்குவதை எளிதாக்குகிறது. தற்போது, ​​இந்த அமைப்புகள் மிகவும் விலை உயர்ந்தவை, ஆனால் ஆராய்ச்சி தொடர்ந்து விலையைக் குறைக்கிறது.

சூரிய ஒளியை வெப்பமாக சேமித்தல்

பிற புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் சேமிப்பு தீர்வுகள் சில சந்தர்ப்பங்களில் பேட்டரிகளை விட குறைவாக செலவாகும். எடுத்துக்காட்டாக, செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய மின் நிலையங்கள் சூரிய ஒளியைக் குவிக்க கண்ணாடிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, இது நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கான டன் உப்பை உருகும் வரை சூடாக்கும். இந்த உருகிய உப்பு பின்னர் ஒரு மின்சார ஜெனரேட்டரை இயக்க பயன்படுகிறது, நிலக்கரி அல்லது அணுசக்தியானது நீராவியை வெப்பப்படுத்தவும், பாரம்பரிய ஆலைகளில் ஒரு ஜெனரேட்டரை இயக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மேகமூட்டமாக இருக்கும் போது அல்லது இரவில் கூட மின்சாரம் தயாரிக்க இந்த சூடான பொருட்களை சேமித்து வைக்கலாம். இந்த அணுகுமுறை செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய சக்தியை கடிகாரத்தைச் சுற்றி வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது.

இந்த யோசனை சூரியசக்தி அல்லாத மின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களுடன் பயன்படுத்துவதற்கு மாற்றியமைக்கப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, காற்றாலையால் செய்யப்பட்ட மின்சாரம், பின்னர் காற்று வீசாதபோது உப்பைச் சூடாக்கப் பயன்படுத்தலாம்.

சூரிய சக்தியை குவிப்பது இன்னும் ஒப்பீட்டளவில் விலை உயர்ந்தது. ஆற்றல் உற்பத்தி மற்றும் சேமிப்பகத்தின் பிற வடிவங்களுடன் போட்டியிட, அது மிகவும் திறமையானதாக மாற வேண்டும். இதை அடைவதற்கான ஒரு வழி, உப்பு சூடாக்கப்படும் வெப்பநிலையை அதிகரிப்பது, மேலும் திறமையான மின்சார உற்பத்தியை செயல்படுத்துவதாகும். துரதிர்ஷ்டவசமாக, தற்போது பயன்பாட்டில் உள்ள உப்புகள் அதிக வெப்பநிலையில் நிலையானதாக இல்லை. 1,300 டிகிரி பாரன்ஹீட் (705 C) வரை வெப்பநிலையைத் தாங்கக்கூடிய புதிய உப்புகள் அல்லது பிற பொருட்களை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் பணியாற்றி வருகின்றனர்.

அதிக வெப்பநிலையை எவ்வாறு அடைவது என்பதற்கான ஒரு முக்கிய யோசனை உப்புக்கு பதிலாக மணலை சூடாக்குவதை உள்ளடக்கியது, இது அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்கும். பின்னர் மணல் கன்வேயர் பெல்ட்கள் மூலம் வெப்பமூட்டும் புள்ளியிலிருந்து சேமிப்பிற்கு மாற்றப்படும். இந்த கருத்தின் அடிப்படையில் ஒரு பைலட் செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய சக்தி ஆலைக்கான நிதியுதவியை எரிசக்தி துறை சமீபத்தில் அறிவித்தது.

மேம்பட்ட புதுப்பிக்கத்தக்க எரிபொருள்கள்

பேட்டரிகள் குறுகிய கால ஆற்றல் சேமிப்புக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும், மேலும் செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய மின் நிலையங்கள் மின்சார கட்டத்தை உறுதிப்படுத்த உதவும். இருப்பினும், பயன்பாடுகள் காலவரையின்றி அதிக ஆற்றலைச் சேமிக்க வேண்டும். ஹைட்ரஜன் மற்றும் அமோனியா போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க எரிபொருட்களுக்கு இது ஒரு பங்கு. காற்றாலை விசையாழிகள் மற்றும் சோலார் பேனல்கள் பயன்பாட்டு வாடிக்கையாளர்களுக்குத் தேவையானதை விட அதிக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் போது, ​​இந்த எரிபொருட்களை உபரி சக்தியுடன் உற்பத்தி செய்வதன் மூலம் பயன்பாடுகள் ஆற்றலைச் சேமிக்கும்.

ஹைட்ரஜன் மற்றும் அம்மோனியா பேட்டரிகளை விட ஒரு பவுண்டுக்கு அதிக ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கின்றன, எனவே அவை பேட்டரிகள் இல்லாத இடத்தில் வேலை செய்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, அவை அதிக சுமைகளை அனுப்புவதற்கும் கனரக உபகரணங்களை இயக்குவதற்கும் ராக்கெட் எரிபொருளுக்கும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

இன்று இந்த எரிபொருள்கள் பெரும்பாலும் இயற்கை எரிவாயு அல்லது பிற புதுப்பிக்க முடியாத புதைபடிவ எரிபொருட்கள் அதிக திறமையற்ற எதிர்வினைகள் மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன. பசுமை எரிபொருளாக நாம் நினைக்கும் போது, ​​இன்று பெரும்பாலான ஹைட்ரஜன் வாயு இயற்கை எரிவாயுவில் இருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது.

புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரஜன் மற்றும் பிற எரிபொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான வழிகளை விஞ்ஞானிகள் தேடுகின்றனர். எடுத்துக்காட்டாக, மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி நீர் மூலக்கூறுகளைப் பிரிப்பதன் மூலம் ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை உருவாக்க முடியும். முக்கிய சவால், செயல்முறையை திறமையாகவும் சிக்கனமாகவும் மாற்றுவதற்கு மேம்படுத்துவதாகும். சாத்தியமான ஊதியம் மிகப்பெரியது: விவரிக்க முடியாத, முற்றிலும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல்.