Solar chemical
சூரிய வேதியியல் என்பது ஒரு இரசாயன எதிர்வினையில் சூரிய ஒளியை உறிஞ்சுவதன் மூலம் சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் பல சாத்தியமான செயல்முறைகளைக் குறிக்கிறது. இந்த யோசனை தாவரங்களில் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு கருத்தியல் ரீதியாக ஒத்திருக்கிறது, இது சூரிய ஆற்றலை குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகளின் இரசாயன பிணைப்புகளாக மாற்றுகிறது, ஆனால் உயிருள்ள உயிரினங்களைப் பயன்படுத்தாமல், இது செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. துத்தநாகம் போன்ற உலோக வினையூக்கியின் முன்னிலையில் தண்ணீரை அதன் அங்கமான ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாகப் பிரிக்கத் தேவையான ஆற்றலை வழங்க மையப்படுத்தப்பட்ட சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்துவது ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறையாகும். இது பொதுவாக இரண்டு படி செயல்முறையில் செய்யப்படுகிறது, இதனால் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் ஒரே அறையில் உற்பத்தி செய்யப்படுவதில்லை, இது ஒரு வெடிப்பு அபாயத்தை உருவாக்குகிறது. மற்றொரு அணுகுமுறையில் இந்த செயல்பாட்டில் உருவாக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜனை எடுத்து கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் இணைத்து மீத்தேனை உருவாக்குவது அடங்கும். இந்த அணுகுமுறையின் நன்மை என்னவென்றால், மின் உற்பத்திக்காக மீத்தேனை கொண்டு செல்வதற்கும் எரிப்பதற்கும் ஒரு நிறுவப்பட்ட உள்கட்டமைப்பு உள்ளது, இது ஹைட்ரஜனுக்கு பொருந்தாது. இந்த இரண்டு அணுகுமுறைகளிலும் ஒரு முக்கிய குறைபாடு பெரும்பாலான ஆற்றல் சேமிப்பு முறைகளுக்கு பொதுவானதுஃ ஆற்றல் சேகரிப்பு மற்றும் மின்சார உற்பத்திக்கு இடையில் ஒரு கூடுதல் படியைச் சேர்ப்பது ஒட்டுமொத்த செயல்முறையின் செயல்திறனை வெகுவாகக் குறைக்கிறது. பின்னணி 1909 ஆம் ஆண்டிலேயே, சூரிய ஆற்றலை சேமிப்பதற்கான ஒரு வழிமுறையாகவும், நாப்தலீன் தொடரின் ஃபோட்டோடைமரைசேஷனாகவும் டையன்ட்ராசீனாக ஆந்த்ராசீனை டைமெரைசேஷன் செய்வது ஆராயப்பட்டது. 70 மற்றும் 80 களில் மற்றொரு மீளக்கூடிய இரசாயனத்திலிருந்து ஒரு எரிபொருள் தயாரிக்கப்பட்டது, நார்போர்னாடைன் குவாட்ரிசைக்ளேன் மாற்ற சுழற்சிக்கு, ஆனால் இது தோல்வியடைந்தது, ஏனெனில் தலைகீழ் செயல்முறை குறைந்த ஆற்றலைக் கொண்டிருந்தது. ரூத்தேனியம் அடிப்படையிலான மூலக்கூறுகளும் முயற்சிக்கப்பட்டன, ஆனால் ரூத்தேனியம் அரிதான மற்றும் மிகவும் கனமான பொருள் என்பதால் இது நிராகரிக்கப்பட்டது. கடந்த பத்தாண்டுகளில், சூரிய ஆற்றல் சேமிப்பு என்ற இந்த முன்னர் அறியப்பட்ட கருத்துக்கு ஒரு புதிய அணுகுமுறையாக ஒரு புதிய கலப்பின நானோ அமைப்பு கோட்பாட்டிற்கு உட்படுத்தப்பட்டது. இரசாயன சேமிப்பு ஃபோட்டோடைமரைசேஷன் என்பது டைமர்களின் ஒளி தூண்டப்பட்ட உருவாக்கம் மற்றும் ஃபோட்டோஇசோமெரைசேஷன் என்பது ஐசோமர்களின் ஒளி தூண்டப்பட்ட உருவாக்கம் ஆகும். ஃபோட்டோடைமரைசேஷன் சூரிய ஒளியிலிருந்து வரும் ஆற்றலை புதிய இரசாயனப் பிணைப்புகளில் சேமித்து வைக்கும் அதே வேளையில், ஃபோட்டோடைமரைசேஷன் ஏற்கனவே உள்ள இரசாயனப் பிணைப்புகளை அதிக ஆற்றல் உள்ளமைவுகளாக மறுசீரமைப்பதன் மூலம் சூரிய ஆற்றலை சேமிக்கிறது. ஒரு ஐசோமர் ஆற்றலை சேமிக்க, மேலே காட்டப்பட்டுள்ளபடி அது மெட்டாஸ்டபிள் ஆக இருக்க வேண்டும். இது எரிபொருள் ஐசோமரின் நிலைத்தன்மைக்கும், எரிபொருளைப் பயன்படுத்த வேண்டிய நேரம் வரும்போது எதிர்வினையை மாற்றியமைக்க எவ்வளவு ஆற்றல் செலுத்தப்பட வேண்டும் என்பதற்கும் இடையே ஒரு பரிமாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. ஐசோமர் அதன் பிணைப்புகளில் அழுத்த ஆற்றலாக ஆற்றலை சேமிக்கிறது. பிணைப்புகள் எவ்வளவு அழுத்தமாக இருக்கிறதோ அவ்வளவு அதிக ஆற்றலை அவை சேமிக்க முடியும், ஆனால் மூலக்கூறு குறைவான நிலையானதாக இருக்கும். எதிர்வினை தொடர்வது எவ்வளவு எளிதானது அல்லது கடினம் என்பதை வகைப்படுத்த செயல்படுத்தும் ஆற்றல், ஈ. ஏ. பயன்படுத்தப்படுகிறது. செயல்படுத்தும் ஆற்றல் மிகவும் சிறியதாக இருந்தால், எரிபொருள் தன்னிச்சையாக மிகவும் நிலையான நிலைக்கு நகரும், இது ஒரு சேமிப்பு ஊடகமாக வரையறுக்கப்பட்ட பயனை வழங்குகிறது. இருப்பினும், செயல்படுத்தும் ஆற்றல் மிகப் பெரியதாக இருந்தால், எரிபொருளிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுவதற்கு செலவிடப்படும் ஆற்றல், எரிபொருள் சேமிக்கக்கூடிய ஆற்றலின் அளவை திறம்பட குறைக்கும். சூரிய எரிபொருளுக்கு ஒரு பயனுள்ள மூலக்கூறைக் கண்டுபிடிப்பதற்கு விளைச்சல், மூலக்கூறின் ஒளி உறிஞ்சுதல், மெட்டாஸ்டபிள் நிலையில் மூலக்கூறின் ஸ்திரத்தன்மை மற்றும் மூலக்கூறை சீரழிக்காமல் எத்தனை முறை சுழற்ற முடியும் என்பதற்கு இடையே சரியான சமநிலையைக் கண்டறிய வேண்டும். அசோபென்சீன் மற்றும் அதன் வழித்தோன்றல்கள் போன்ற பிற சேர்மங்களில் பல்வேறு கீட்டோன்கள், அசெபைன்கள் மற்றும் நார்போர்னேடியன்கள் ஆகியவை ஆற்றல் சேமிப்பு ஐசோமர்களாக ஆராயப்பட்டுள்ளன. நார்போர்னாடைன்-குவாட்ரிசைக்ளேன் ஜோடி மற்றும் அதன் வழித்தோன்றல்கள் சூரிய ஆற்றல் சேமிப்பு செயல்முறைகளுக்காக விரிவாக ஆராயப்பட்டுள்ளன. சூரிய ஒளியிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி நார்போர்னாடைன் குவாட்ரிசைக்ளேனாக மாற்றப்படுகிறது, மேலும் குவாட்ரிசைக்ளேனில் சேமிக்கப்பட்ட திரிபு ஆற்றலின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெளியீடு (சுமார் 110 kJ/மோலில்) நார்போர்னாடைனுக்கு ஓய்வெடுக்கும்போது ஆற்றலை பின்னர் பயன்படுத்த மீண்டும் பிரித்தெடுக்க அனுமதிக்கிறது. சீரழிவு, உறுதியற்ற தன்மை, குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் செலவு போன்ற பிரச்சினைகள் காரணமாக அசோபென்சீன் மற்றும் நோர்போனாடைன்-குவாட்ரிசைக்ளேன் அமைப்புகள் பற்றிய ஆராய்ச்சி 1980 களில் நடைமுறைக்கு சாத்தியமற்றது என்று கைவிடப்பட்டது. கம்ப்யூட்டிங் சக்தியில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்களுடன், சூரிய வெப்ப எரிபொருள்களுக்கான பொருட்களைக் கண்டுபிடிப்பதில் புதுப்பிக்கப்பட்ட ஆர்வம் உள்ளது. 2011 ஆம் ஆண்டில், எம்ஐடி ஆராய்ச்சியாளர்கள் நேர-சார்பு அடர்த்தி செயல்பாட்டுக் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தினர், இது ஒரு அணு மட்டத்தில் அமைப்புகளை மாதிரியாக்குகிறது, கார்பன் நானோகுழாய் (சிஎன்டி) வார்ப்புருக்களுடன் பிணைக்கப்பட்ட அசோபென்சீன் மூலக்கூறுகளால் ஆன ஒரு அமைப்பை வடிவமைக்க. சிஎன்டி அடி மூலக்கூறுகள் அண்டை மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தனிப்பயனாக்கக்கூடிய தொடர்புகளை அனுமதிக்கும், இது எரிபொருளின் பண்புகளை நன்றாக சரிசெய்ய பெரிதும் உதவுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலின் அளவு அதிகரிப்பு. சோதனை நடைமுறைகள் மூலம், கலப்பின நானோ அமைப்பு ஒரு செயல்பாட்டு வெப்ப எரிபொருளாக செயல்படுகிறது என்பதற்கான கொள்கையின் முதல் ஆதாரத்தை ஆராய்ச்சியாளர்களால் பெற முடிந்தது. அசோபென்சீன்கள் சூரிய ஒளியில் மிகுதியாக இருக்கும் அலைநீளங்களை உறிஞ்சும் நன்மையைக் கொண்டுள்ளன, இது நிகழும்போது மூலக்கூறு ஒரு டிரான்ஸ்-ஐசோமரில் இருந்து சிஸ்-ஐசோமராக மாறுகிறது, இது சுமார் 0.6 eV அதிக ஆற்றல் நிலையைக் கொண்டுள்ளது. மூலக்கூறை அதன் அசல் நிலைக்கு கொண்டு வருவதற்கு, அதாவது. அது சேகரித்த ஆற்றலை வெளியிடுங்கள், சில விருப்பங்கள் உள்ளன. முதலாவது வெப்பத்தைப் பயன்படுத்துவது, ஆனால் அது ஒரு செலவுடன் தொடர்புடையது, இது வெளியீட்டில் இருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் வெப்பத்தின் அளவைப் பொறுத்து, செலவு திறனற்றது. இரண்டாவது, மிகவும் பயனுள்ள வழி, வெப்பத் தடையை குறைத்து, வெப்பத்தை வெளியிட அனுமதிக்கும் ஒரு வினையூக்கியைப் பயன்படுத்துவதாகும், இது கிட்டத்தட்ட ஒரு சுவிட்ச் போன்றது. சிஸில் இருந்து டிரான்ஸுக்கு திரும்புவது நீல நிறத்தில் தெரியும் ஒளியால் தூண்டப்படலாம். இந்த அமைப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் செயல்படுத்தப்பட்ட எரிபொருளின் நிலைத்தன்மையை பல நிமிடங்களிலிருந்து ஒரு வருடத்திற்கும் மேலாக அதிகரிக்கிறது மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க சீரழிவு இல்லாமல் அதிக எண்ணிக்கையிலான சுழற்சிகளை அனுமதிக்கிறது. அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை மூலக்கூறுகளின் வெவ்வேறு சாத்தியமான சேர்க்கைகளை ஆராய்வதன் மூலம் இன்னும் அதிக முன்னேற்றத்தைத் தேடுவதில் மேலும் ஆராய்ச்சி செய்யப்படுகிறது. பயன்பாடுகள் சூரிய இரசாயன எரிபொருள்களுக்கான சாத்தியமான மற்றும் தற்போதைய பயன்பாடுகள் இரண்டிலும் பல்வேறு வகைகள் உள்ளன. இந்த தொழில்நுட்பத்தின் முக்கிய நன்மைகளில் ஒன்று அதன் அளவிடுதல் ஆகும். ஆற்றலை சேமித்து பின்னர் தேவைப்படும்போது வெப்பமாக மாற்ற முடியும் என்பதால், பயணத்தின்போது சிறிய அலகுகளுக்கு இது சிறந்தது. இவை சூரிய ஒளியில் சார்ஜ் செய்யக்கூடிய சிறிய தனிப்பட்ட ஹீட்டர்கள் அல்லது சிறிய தனிப்பட்ட ஹீட்டர்கள் முதல் ஆஃப்-கிரிட் பகுதிகளில் மருத்துவ சுகாதாரத்தை வழங்குவது வரை உள்ளன, மேலும் எம்ஐடியில் உருவாக்கப்பட்ட அமைப்பை வாகனங்களில் விண்டோ டி-ஐசிங் அமைப்பாகப் பயன்படுத்துவதற்கான திட்டங்கள் உள்ளன. இது அளவிடப்பட்டு, பெரிய வீடுகள் அல்லது கட்டிடங்களை அல்லது நீர்நிலைகளை கூட வெப்பப்படுத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு சூரிய வெப்ப எரிபொருள் சீரழிவு இல்லாமல் காலவரையின்றி சுழல முடியும், இது பெரிய அளவிலான செயல்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக இருக்கும், இது பொதுவாக மற்ற வகையான சேமிப்புகளுக்கு அதிக மாற்றீடுகள் தேவைப்படும். குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் ஏஎன்யு தெர்மோகெமிக்கல் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு-ஆஸ்திரேலிய தேசிய பல்கலைக்கழகம், கான்பெர்ரா. சூரிய தொழில்நுட்பத்திற்கான ஆய்வகம்-பால் ஷெரர் நிறுவனம், வில்லிஜென், சுவிட்சர்லாந்து. பவர் & எனர்ஜி இதழ், மார்ச் 2004 பால் ஷெரர் இன்ஸ்டிடியூட் வேலை சூரிய வேதியியல் திட்டம் பிளாட்டாஃபார்மா சோலார் டி அல்மேரியா, ஸ்பெயின், இஸ்ராகாஸ்ட்-இஸ்ரேல், ஹைட்ரஜன் சோலார்-இங்கிலாந்து பற்றிய கட்டுரை. ஒளிமின்னழுத்த எரிபொருள் உற்பத்தி