चीनी शोधकर्ताओं ने 10 मीटर पानी के भीतर काम करने वाले सौर पैनल का परीक्षण किया

चीनी शोधकर्ताओं ने दक्षिण चीन सागर की सतह से 10 मीटर (32 फीट) नीचे बिजली बनाने वाले सौर पैनलों का परीक्षण किया है। यह सौर सेल खास तौर पर उस धुंधली, नीली-हरी रोशनी के लिए बनाया गया है जो पानी के भीतर बची रहती है। युन्नान विश्वविद्यालय के वेन-हुआ चांग के नेतृत्व में टीम ने सौर मॉड्यूल ले जा रहे एक छोटे पानी के भीतर चलने वाले रोबोट को चीन के वेइझोऊ द्वीप के पास उतारा और उसे दो घंटे तक वहीं रखा। इन मॉड्यूल ने लिथियम-आयन बैटरियों में 324 मिलीवाट-घंटे ऊर्जा भेजी, जो बाद में एक LED पैनल चलाने के लिए पर्याप्त थी। यह शोध जूल पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।

पानी से गुज़रते समय सूरज की रोशनी बदल जाती है। लाल और अवरक्त तरंगें तेज़ी से कम हो जाती हैं, इसलिए 5 से 10 मीटर की गहराई पर बची रोशनी में मुख्यतः 400 से 600 नैनोमीटर की नीली-हरी तरंगें ही रहती हैं। ज़मीन के लिए बना सामान्य सौर सेल पानी के भीतर अपनी अधिकांश क्षमता व्यर्थ कर देता है। इसके बजाय शोधकर्ताओं ने एक चौड़े बैंड गैप वाला पेरोव्स्काइट सौर सेल बनाया, जिसका बैंड गैप लगभग 1.96 इलेक्ट्रॉन वोल्ट है और जो बची हुई नीली-हरी रोशनी को अच्छी तरह सोख सके। उन्होंने पेरोव्स्काइट की क्रिस्टल संरचना को स्थिर बनाने और खामियां घटाने के लिए PHMG नामक एक बहुलक भी मिलाया।

10 मीटर गहराई की रोशनी जैसी परिस्थितियों में किए गए प्रयोगशाला परीक्षणों में, छोटे सौर सेल तक पहुंचने वाली रोशनी का 34.71 प्रतिशत बिजली में बदल गया। सामान्य सतह की रोशनी में यही सेल केवल 17.08 प्रतिशत ही बदल पाए। पानी के भीतर कुल बिजली उत्पादन ज़्यादा नहीं था, क्योंकि उस गहराई तक पहुंचने वाली रोशनी की मात्रा ही बहुत कम होती है। सेल केवल बची हुई नीली-हरी रोशनी का बेहतर उपयोग कर रहे थे। जूल पत्रिका में 2020 में प्रकाशित एक विश्लेषण ने पहले ही अनुमान लगाया था कि व्यापक बैंड गैप वाली सामग्री से बने पानी के भीतर के सौर सेल बहुत साफ़ पानी में लगभग 50 मीटर गहराई तक उपयोगी रह सकते हैं।

चांग ने कहा कि व्यावहारिक कार्य-गहराई रोशनी की तीव्रता के अलावा समुद्री जैव-अवरोधन, तैरता मलबा और समुद्री जल के क्षरण पर भी निर्भर करेगी। उनकी टीम का अनुमान है कि यह तकनीक 20 से 30 मीटर की गहराई तक काम कर सकती है, और इसे परखने के लिए प्रयोग जारी हैं। चांग ने कहा कि पानी के भीतर के सौर सेल भविष्य में स्वायत्त पानी के भीतर चलने वाले वाहनों जैसे 'स्मार्ट ओशन' बुनियादी ढांचे का एक हिस्सा बन सकते हैं।