জীবাশ্ম জ্বালানির জায়গা নিতে পারে নতুন সৌর প্রযুক্তি

কাচ, ইস্পাত ও সিরামিকের মতো উপকরণ তৈরির জন্য এক হাজার সেন্টিগ্রেডের বেশি তাপমাত্রা প্রয়োজন, যা বর্তমানে কেবল জীবাশ্ম জ্বালানী পোড়ানোর মাধ্যমে অর্জন করা হয়।

ছবি: ইটিএইচ জুরিখ

সম্প্রতি এক হাজার সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রা অর্জন করেছে সম্ভাব্য যুগান্তকারী এক সৌর-চালিত ডিভাইস, যা কিছু জীবাশ্ম জ্বালানিভিত্তিক উৎপাদন প্রক্রিয়ায় পরিবেশবান্ধব শক্তি ব্যবহারের নতুন আশা জাগাচ্ছে গবেষকদের।

এ নতুন ‘প্রুফ-অফ-কনসেপ্ট’ প্রযুক্তিতে সৌর শক্তি আটকে রাখতে ব্যবহার করা হয়েছে ‘সিন্থেটিক কোয়ার্টজ’ নামের স্ফটিক, যা কার্বনকেন্দ্রিক বিভিন্ন শিল্প যেমন ধাতু, সিমেন্ট ও রাসায়নিক উৎপাদনে পরিবেশবান্ধব শক্তি ব্যবহারের ক্ষেত্রে নতুন সম্ভাবনা দেখাচ্ছে।

কাচ, ইস্পাত ও সিরামিকের মতো উপকরণ তৈরির জন্য এক হাজার সেন্টিগ্রেডের বেশি তাপমাত্রা প্রয়োজন, যা এখন শুধু জীবাশ্ম জ্বালানী পোড়ানোর মাধ্যমে অর্জন করা হয়।

এইসব শিল্পের উৎপাদন বিশ্বের শক্তি খরচের প্রায় এক চতুর্থাংশের জন্য দায়ী।

বিজ্ঞানীরা এর আগে হাজার হাজার ‘সান-ট্র্যাকিং’ আয়না দিয়ে সূর্যালোক আটকে ও পরিশোধন করে এসব শিল্পে জ্বালানী দিতে সৌর শক্তি ব্যবহারের চেষ্টা করেছেন। তবে, সেইসব পদ্ধতি দক্ষতার সঙ্গে প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা অর্জনে সক্ষম হয়নি।

অস্বচ্ছ সিলিকন ডিস্কের সঙ্গে ‘সিন্থেটিক কোয়ার্টজ’ স্ফটিক যুক্ত করে বানানো নতুন ডিভাইসটিতে ‘থার্মাল ট্রাপ ইফেক্ট’ নামের একটি পদ্ধতি অনুসরণ করা হয়েছে, যার মাধ্যমে সূর্যালোক থেকে এমন স্তরে শক্তি আহরণ করা সম্ভব হয়েছে, যা এর আগে কখনও দেখা যায়নি।

বুধবার এ যুগান্তকারী প্রযুক্তির অগ্রগতি ব্যাখ্যা করা হয়েছে বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিবিষয়ক জার্নাল ‘ডিভাইস’-এ প্রকাশিত এক গবেষণাপত্রে।

এ গবেষণার মূল নীতি হল, সৌর বিকিরণের সংস্পর্শে আসা বিভিন্ন অস্বচ্ছ পদার্থ নিজের পৃষ্ঠে শক্তি শোষণ ও পরিবহনের মাধ্যমে সৌর শক্তি স্থানান্তর করে থাকে। অন্যদিকে, আধা-স্বচ্ছ বিভিন্ন পদার্থ সূর্যের আলোকে নিজের ভেতরের আয়তন জুড়ে প্রবেশ ও শোষণ করতে দেয়।

আর এইসব আধা-স্বচ্ছ পদার্থের সঙ্গে প্রয়োজনীয় শক্তি বিকিরণের উৎসের সঠিক মেলবন্ধন ঘটিয়ে সৌর বিকিরণের সংস্পর্শে আসা পৃষ্ঠের চেয়ে উপাদানের স্তুপে বেশি তাপমাত্রা অর্জন করা সম্ভব। অন্য কথায় একটি একটি ‘থার্মাল ট্রাপ’ তৈরির মাধ্যমে।

গবেষকরা যখন ডিভাইসটিকে ১৩৬টি সূর্য থেকে আসা আলোর সমতুল্য শক্তির প্রবাহে উন্মুক্ত করেছিলেন, তখন ডিভাইসের এক প্রান্তের তাপমাত্রা ১০৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস ও অন্য প্রান্তের তাপমাত্রা ৬০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছেছিল।

“আগের গবেষণায় ‘থার্মাল ট্রাপ ইফেক্ট’ থেকে মাত্র ১৭০ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রা অর্জন সম্ভব হয়েছিল। তবে আমাদের গবেষণায় দেখা গেছে, সৌর ‘থার্মাল ট্র্যাপিং’ শুধু কম তাপমাত্রা নয়, বরং এক হাজার সেন্টিগ্রেডের ওপরেও একইভাবে কাজ করে,” বলেন এ গবেষণার সহ-লেখক ও সুইজারল্যান্ডের গবেষণা ইউনিভার্সিটি ‘ইটিএইচ জুরিখ’-এর গবেষক এমিলিয়ানো ক্যাসাটি।

“বাস্তব বিশ্বের বিভিন্ন শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের সম্ভাবনা দেখানোর ক্ষেত্রে এ বিষয়টি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।”