ताप निष्कासनलाई चिसो पार्ने प्रणालीको पहिलो आविष्कार!

जर्मनीको ‘कार्ल्सरुहे प्रविधि संस्थान’ (Karlsruhe Institute of Technology) का अनुसन्धानकर्ताहरूले जापानको ‘ट्सुकुबा विश्वविद्यालय’ (University of Tsukuba) सँगको सहकार्यमा पहिलो पटक यस्तो प्रणालीको आविष्कार गरेको घोषणा गरेका छन्, जुन विद्युतीय मोटरको सट्टा सिधै तापमा चल्छ। प्रयोगशाला परीक्षणहरूले यसले उपभोगबाट निस्कने अपशिष्ट तापलाई वास्तविक शीतलनमा रूपान्तरण गर्न सक्छ भन्ने कुरा प्रमाणित गरिसकेको छ। यो प्रोटोटाइप निकै पातला निकल र टिटानियमको मिश्र धातुका दुई शीटहरूमा आधारित छ, जसले तापलाई पहिले यान्त्रिक गतिमा र त्यसपछि शीतलन ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छन्।

यो आविष्कारले ‘इलास्टोकेलोरिक कोलिङ’ (Elastocaloric cooling) प्रविधिसँग जोडिएका एक महत्त्वपूर्ण कमजोरीहरूलाई समाधान गर्छ, जुन परम्परागत शीतलनको विकल्पको रूपमा उभिन थालेको ठोस अवस्थाको प्रविधि हो। स्मृति आकार मिश्र धातुहरूमा यान्त्रिक भार छोड्दा चिसोपन आउँछ, तर यो प्रविधिमा आधारित हालका प्रणालीहरूले त्यो शक्ति उत्पन्न गर्न विद्युतीय एक्चुएटरहरूको आवश्यकता पर्थ्यो। नयाँ डिजाइनले भने प्रक्रियाको लागि चालकको रूपमा तापलाई नै प्रयोग गर्दै त्यसको विकल्प दिन्छ।

• ८६ डिग्री सेल्सियसको सञ्चालन तापक्रममा घटकको स्तरमा ४ डिग्री सेल्सियसको तापक्रम अन्तर हासिल गरियो, जबकि इलास्टोकेलोरिक तरल पदार्थमा तापक्रम परिवर्तन लगभग १३ डिग्री सेल्सियस थियो।

कार्ल्सरुहेमा रहेको ‘ZEco’ थर्मल प्रयोगशालाको अन्तर्गत सूक्ष्म संरचना प्रविधि संस्थान (IMM) मा युवा अनुसन्धानकर्ताहरूको समूहको नेतृत्व गर्ने डा. जेङ्गयुवान श्वोले स्पष्ट पारिन् कि मौलिक आविष्कार स्मृति आकार मिश्र धातुका दुई पूर्णतापूर्ण कार्यहरूको संयोजनमा निहित छ। एउटा शीटले तापलाई यान्त्रिक कार्यमा रूपान्तरण गर्छ भने अर्कोले त्यो कार्यलाई चिसोपनमा रूपान्तरण गर्छ, जसले ठोस शीतलन प्रणालीहरू सञ्चालन गर्ने पूर्णतया नयाँ दृष्टिकोणको आधार तय गर्छ।

अध्ययनका प्रमुख अनुसन्धानकर्ता र सोही संस्थानका डक्टरेट अनुसन्धानार्थी यी टिङ ह्सियाओले संकेत गरे कि निर्णायक क्षण तापमा चल्ने प्रणालीबाट वास्तवमा उत्पन्न भएको चिसोपन नाप्ने थियो, जसले सिद्धान्त केवल सैद्धान्तिक पक्षमा सीमित छैन भन्ने पुष्टि गर्यो।

अहिले अनुसन्धानकर्ताहरूले शीतलन क्षमता बढाउनका लागि बढी संख्यामा शीटहरूलाई समानान्तर रूपमा जोड्ने लक्ष्य राखेका छन्, किनकि हालको प्रोटोटाइप अधिकतम सम्भावित शीतलन शक्ति हासिल गर्नका लागि होइन, बरु यसको व्यावहारिकता प्रमाणित गर्नका लागि डिजाइन गरिएको हो। सम्भावित अनुप्रयोगहरूमा कम्प्युटर प्रोसेसरहरू समावेश छन्, जसले आफ्नो अपव्यय हुने तापलाई शीतलन उत्पन्न गर्न प्रयोग गर्न सक्छन्, साथै कारका संवेदनशील इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू पनि समावेश छन्, जसलाई ड्राइभ प्रणालीको तापले चिसो पार्न सकिन्छ।

‘कार्ल साइस फाउन्डेसन’, ‘ब्याडेन-वुर्टटेम्बर्ग फाउन्डेसन’ र ‘हेक्टर एकेडेमी’ (Hector Foundation) को समर्थनमा गरिएको यस अध्ययनको वित्त पोषण भएको थियो। श्वोले यो उपलब्धि केवल सुरुवात मात्र भएको बताउँदै, यस प्रविधिलाई व्यापक स्तरमा विकास गरेर उपलब्ध प्रचुर मात्रामा रहेको तापका स्रोतहरूलाई टिकाउ शीतलनका लागि प्रयोग गर्ने एकीकृत शीतलन प्रणालीहरू उत्पादन गर्ने आफ्नो टोलीको लक्ष्य रहेको जोड दिइन्।