প্রথম সিস্টেমের আবিষ্কার যা তাপীয় বর্জ্যকে শীতলীকরণে রূপান্তরিত করে!

জার্মানির ‘কার্লসরুহে ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি’-র গবেষকরা জাপানের ‘টসুকুবা বিশ্ববিদ্যালয়ের’ সাথে সহযোগিতায় এমন একটি প্রথম কুলিং সিস্টেম আবিষ্কারের ঘোষণা দিয়েছেন, যা সরাসরি তাপের ওপর ভিত্তি করে কাজ করে এবং কোনো বৈদ্যুতিক মোটরের প্রয়োজন হয় না। পরীক্ষাগারের পরীক্ষায় এটি প্রমাণিত হয়েছে যে, এটি ব্যবহারজনিত বর্জ্য তাপকে কার্যকরী কুলিংয়ে রূপান্তর করতে সক্ষম। প্রোটোটাইপটি নিকেল ও টাইটানিয়ামের অত্যন্ত পাতল দুটি শিটের ওপর নির্ভরশীল, যা প্রথমে তাপকে যান্ত্রিক গতিতে এবং পরে তাপশীতল শক্তিতে রূপান্তরিত করে।

এই উদ্ভাবন ‘ইলাস্টোক্যালোরিক কুলিং’ (Elastocaloric cooling) প্রযুক্তির একটি অসুবিধার সমাধান করে, যা ঐতিহ্যবাহী কুলিংয়ের একটি উদ্ভাবনী সলিড-স্টেট বিকল্প। স্মৃতি-সংযুক্তি বিশিষ্ট মিশ্র ধাতু (Shape memory alloys) যখন যান্ত্রিক চাপ মুক্ত করা হয়, তখন তা শীতল হয়। তবে এই প্রযুক্তির ওপর ভিত্তি করে বিদ্যমান সিস্টেমগুলোতে সেই বল উৎপাদনের জন্য বৈদ্যুতিক অ্যাকচুয়েটরের প্রয়োজন ছিল, যা নতুন ডিজাইন তাপকেই প্রক্রিয়াটির চালিকাশক্তি হিসেবে ব্যবহার করে প্রতিস্থাপন করেছে।

• ৮৬ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় চালনার সময় উপাদানের স্তরে ৪ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার পার্থক্য অর্জিত হয়েছে, অন্যদিকে ইলাস্টোক্যালোরিক তরল মাধ্যমের তাপমাত্রার পরিবর্তন প্রায় ১৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস ছিল।

কার্লসরুহে মাইক্রোস্ট্রাকচারাল টেকনোলজি ইনস্টিটিউটের ‘ZEco’ থার্মাল ল্যাবরেটরিতে তরুণ গবেষকদের নেতৃত্বদানকারী ডা. জিংইয়ুয়ান শু ব্যাখ্যা করেছেন যে, মৌলিক উদ্ভাবনটি স্মৃতি-সংযুক্তি বিশিষ্ট মিশ্র ধাতুর দুটি সম্পূরক কার্যকারিতাকে একত্রিত করা। একটি শিট তাপকে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত করে, অন্যদিকে অপরটি সেই কাজকে শীতলতায় রূপান্তরিত করে, যা তাকে বলে সলিড-স্টেট কুলিং সিস্টেম পরিচালনার একটি সম্পূর্ণ নতুন পদ্ধতির ভিত্তি স্থাপন করে।

গবেষণার প্রধান গবেষক এবং একই ইনস্টিটিউটের ডক্টরাল গবেষক ই-টিং হসিয়াও উল্লেখ করেছেন যে, মূল মুহূর্তটি ছিল তাপ-চালিত সিস্টেম থেকে প্রকৃত শীতলতা পরিমাপ করা, যা নিশ্চিত করে যে নীতিটি কেবল তাত্ত্বিক নয়।

বর্তমানে গবেষকরা কুলিং ক্ষমতা বৃদ্ধির জন্য বেশি সংখ্যক শিট সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করার লক্ষ্য রাখছেন, কারণ বর্তমান মডেলটি সর্বোচ্চ সম্ভাব্য কুলিং ক্ষমতা অর্জনের জন্য নয়, বরং এর কার্যকারিতা প্রমাণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সম্ভাব্য প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে কম্পিউটার প্রসেসর, যেখানে অপচয় হওয়া নিজস্ব তাপ ব্যবহার করে কুলিং উৎপাদন করা যায়, এবং গাড়ির সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক্স, যা ড্রাইভট্রেন সিস্টেমের তাপ দিয়ে শীতল করা যেতে পারে।

‘কার্ল থাইসে ফাউন্ডেশন’, ‘বাডেন-ফোর্টমবার্গ ফাউন্ডেশন’ এবং ‘হেক্টর ফেলো একাডেমি’-র সমর্থনে পরিচালিত এই গবেষণা অর্থায়ন করা হয়েছিল। শু উল্লেখ করেছেন যে, এই অর্জনটি কেবল পথের শুরু মাত্র, এবং তিনি নিশ্চিত করেছেন যে দল এই প্রযুক্তিকে বৃহত্তর পরিসরে উন্নত করে টেকসই কুলিংয়ের জন্য প্রচুর পরিমাণে উপলব্ধ তাপের উৎস ব্যবহারকারী সংহত কুলিং সিস্টেম তৈরির লক্ষ্য রাখছে।