100 प्रतिशत कुशल ‘माइक्रो हीट इंजन’ आईआईएससी के वैज्ञानिकों ने किया डिजाइन
बेंगलुरु: वर्षों के संघर्ष के बाद, आईआईएससी के वैज्ञानिकों ने 100 प्रतिशत कुशल ‘माइक्रो हीट इंजन’ डिजाइन किया है जो बिजली पैदा कर सकता है।
व्यावहारिक ताप इंजन एक सैद्धांतिक दक्षता तक सीमित होते हैं जिसे कार्नोट सीमा कहा जाता है, जो इस बात पर एक सीमा निर्धारित करता है कि कितनी गर्मी को उपयोगी कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। “1970 के दशक से, लोग बिजली-दक्षता व्यापार-बंद को संबोधित करने का प्रयास कर रहे हैं। 2000 के दशक की शुरुआत में, शोधकर्ताओं ने इस चुनौती से निपटने के लिए सूक्ष्म प्रणालियों की खोज की। 2017 में, एक पेपर में दावा किया गया था कि इस थर्मोडायनामिक पहेली को हल करना असंभव था, ”आईआईएससी के भौतिकी विभाग के पूर्व पीएचडी छात्र और 27 अक्टूबर को नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित अध्ययन के पहले लेखक सुदेश कृष्णमूर्ति ने कहा।
आईआईएससी में ऑप्टिकल ट्वीजर उपकरण।
ऊष्मा इंजन ऊष्मा को कार्य में परिवर्तित करते हैं। उदाहरण के लिए, पिस्टन को एक निश्चित दिशा में ले जाना। एक इंजन के 100% कुशल होने के लिए जब प्रक्रिया उलट जाती है – पिस्टन अपनी मूल स्थिति में लौट आता है – कोई गर्मी बर्बाद नहीं होनी चाहिए, जो 1824 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी सादी कार्नोट द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
यह सैद्धांतिक रूप से तभी संभव है जब प्रक्रिया बेहद धीमी गति से हो। लेकिन इसका मतलब यह भी है कि बिजली उत्पादन शून्य होगा, जिससे इंजन व्यावहारिक रूप से बेकार हो जाएगा, आईआईएससी की एक प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार। इसे पावर-दक्षता ट्रेडऑफ़ के रूप में जाना जाता है।
टीम ने जीवित बैक्टीरिया वाला इंजन डिजाइन किया था
वर्तमान अध्ययन में, टीम ने माइक्रोन पैमाने पर एक पारंपरिक ताप इंजन के कामकाज की नकल की। गैस और ईंधन के मिश्रण का उपयोग करने के बजाय, टीम ने एक छोटे जेल जैसे कोलाइडल मनके का उपयोग किया और इसकी गति को निर्देशित करने के लिए एक लेजर बीम का उपयोग किया, ठीक उसी तरह जैसे मैक्रोस्कोपिक इंजन में पिस्टन काम करता है।
सुदेश कृष्णमूर्ति, राजेश गणपति
और अजय सूद | सुदेश कृष्णमूर्ति
टीम के सदस्यों ने दो राज्यों के बीच इंजन को चक्रित करने के लिए तेजी से बदलते विद्युत क्षेत्र का भी उपयोग किया। इन परिस्थितियों में, उन्होंने पाया कि अपशिष्ट ताप का फैलाव काफी कम हो गया, जिससे दक्षता कार्नोट द्वारा निर्दिष्ट सीमा के 95% के करीब आ गई।
“हमने जो हासिल किया है वह विद्युत क्षेत्र की शुरूआत के माध्यम से गर्मी वितरण समय में कमी है। गर्मी वितरण समय में यह कमी इंजन को उच्च दक्षता पर काम करने की अनुमति देती है और साथ ही उच्च गति पर काम करते हुए भी बड़ा बिजली उत्पादन देती है, ”कृष्णमूर्ति ने कहा।
पहले, टीम ने एक उच्च-शक्ति इंजन डिज़ाइन किया था जो कण को धकेलने और सिस्टम को शक्ति देने के लिए एक जीवित जीवाणु का उपयोग करता था। इस बार, शोधकर्ताओं ने कण को कोलाइडल माध्यम में अधिक कुशलता से स्थानांतरित करने के लिए जीवाणु को एक विद्युत क्षेत्र से बदल दिया।
