توانائی ذخیرہ کرنے کی اس ٹیکنالوجی نے 2022 EU کا بہترین اختراع کا ایوارڈ جیتا، جو لیتھیم آئن بیٹری سے 40 گنا سستی ہے۔

سلیکون اور فیروسلیکون کا استعمال کرتے ہوئے تھرمل انرجی سٹوریج میں بطور میڈیم 4 یورو فی کلو واٹ گھنٹے سے کم کی لاگت سے توانائی کو ذخیرہ کر سکتا ہے، جو کہ 100 گنا ہے۔

موجودہ فکسڈ لتیم آئن بیٹری سے سستا ہے۔کنٹینر اور موصلیت کی تہہ کو شامل کرنے کے بعد، کل لاگت تقریباً 10 یورو فی کلو واٹ ہو سکتی ہے،

جو کہ 400 یورو فی کلو واٹ گھنٹے کی لیتھیم بیٹری سے بہت سستا ہے۔

قابل تجدید توانائی کی ترقی، نئے بجلی کے نظام کی تعمیر اور توانائی کے ذخیرہ میں معاونت ایک رکاوٹ ہے جس پر قابو پانا ضروری ہے۔

بجلی کی غیر معمولی نوعیت اور قابل تجدید توانائی کی پیداوار جیسا کہ فوٹو وولٹک اور ونڈ پاور کا اتار چڑھاؤ رسد اور طلب کو بڑھاتا ہے۔

بجلی کا کبھی کبھی مماثل نہیں ہوتا۔فی الحال، استحکام حاصل کرنے کے لیے کوئلے اور قدرتی گیس سے بجلی پیدا کرنے یا پن بجلی کے ذریعے اس طرح کے ضابطے کو ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔

اور طاقت کی لچک۔لیکن مستقبل میں، جیواشم توانائی کی واپسی اور قابل تجدید توانائی کے اضافے کے ساتھ، سستی اور موثر توانائی ذخیرہ

ترتیب کلید ہے.

توانائی ذخیرہ کرنے کی ٹیکنالوجی بنیادی طور پر جسمانی توانائی ذخیرہ، الیکٹرو کیمیکل توانائی ذخیرہ، تھرمل توانائی ذخیرہ اور کیمیائی توانائی ذخیرہ میں تقسیم کیا جاتا ہے ۔

جیسے مکینیکل انرجی اسٹوریج اور پمپڈ اسٹوریج کا تعلق فزیکل انرجی اسٹوریج ٹیکنالوجی سے ہے۔توانائی ذخیرہ کرنے کا یہ طریقہ نسبتاً کم قیمت اور ہے۔

اعلی تبادلوں کی کارکردگی، لیکن یہ منصوبہ نسبتاً بڑا ہے، جغرافیائی محل وقوع کی وجہ سے محدود ہے، اور تعمیر کا دورانیہ بھی بہت طویل ہے۔کرنا مشکل ہے۔

صرف پمپ اسٹوریج کے ذریعہ قابل تجدید توانائی کی طاقت کی چوٹی مونڈنے کی مانگ کے مطابق بنائیں۔

اس وقت، الیکٹرو کیمیکل توانائی کا ذخیرہ مقبول ہے، اور یہ دنیا میں سب سے تیزی سے بڑھتی ہوئی نئی توانائی ذخیرہ کرنے والی ٹیکنالوجی بھی ہے۔الیکٹرو کیمیکل توانائی

اسٹوریج بنیادی طور پر لتیم آئن بیٹریوں پر مبنی ہے۔2021 کے آخر تک، دنیا میں نئی ​​توانائی ذخیرہ کرنے کی مجموعی نصب صلاحیت 25 ملین سے تجاوز کر چکی ہے۔

کلو واٹ، جس میں سے لتیم آئن بیٹریوں کا مارکیٹ شیئر 90 فیصد تک پہنچ گیا ہے۔یہ الیکٹرک گاڑیوں کی بڑے پیمانے پر ترقی کی وجہ سے ہے، جو فراہم کرتا ہے a

لتیم آئن بیٹریوں پر مبنی الیکٹرو کیمیکل توانائی کے ذخیرہ کے لیے بڑے پیمانے پر تجارتی اطلاق کا منظر۔

تاہم، لیتھیم آئن بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کی ٹیکنالوجی، آٹوموبائل بیٹری کی ایک قسم کے طور پر، کوئی بڑا مسئلہ نہیں ہے، لیکن جب اس کی بات کی جائے تو بہت سے مسائل ہوں گے۔

گرڈ سطح کے طویل مدتی توانائی ذخیرہ کرنے کی حمایت کرتا ہے۔ایک تو سیفٹی اور لاگت کا مسئلہ ہے۔اگر لیتھیم آئن بیٹریاں بڑے پیمانے پر رکھی جائیں تو لاگت کئی گنا بڑھ جائے گی،

اور گرمی کے جمع ہونے سے ہونے والی حفاظت بھی ایک بہت بڑا پوشیدہ خطرہ ہے۔دوسرا یہ کہ لیتھیم کے وسائل بہت محدود ہیں، اور الیکٹرک گاڑیاں کافی نہیں ہیں،

اور طویل مدتی توانائی ذخیرہ کرنے کی ضرورت کو پورا نہیں کیا جا سکتا۔

ان حقیقت پسندانہ اور فوری مسائل کو کیسے حل کیا جائے؟اب بہت سے سائنسدانوں نے تھرمل انرجی اسٹوریج ٹیکنالوجی پر توجہ مرکوز کی ہے۔میں پیش رفت ہوئی ہے۔

متعلقہ ٹیکنالوجیز اور تحقیق۔

نومبر 2022 میں، یورپی کمیشن نے "EU 2022 Innovation Radar Award" کے ایوارڈ یافتہ پروجیکٹ کا اعلان کیا، جس میں "AMADEUS"

اسپین میں میڈرڈ انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کی ٹیم کے تیار کردہ بیٹری پروجیکٹ نے 2022 میں EU کا بہترین اختراع کا ایوارڈ جیتا ہے۔

"Amadeus" ایک انقلابی بیٹری ماڈل ہے۔اس منصوبے کا، جس کا مقصد قابل تجدید توانائی سے توانائی کی ایک بڑی مقدار کو ذخیرہ کرنا ہے، یورپی کی طرف سے منتخب کیا گیا تھا۔

کمیشن 2022 کی بہترین ایجادات میں سے ایک ہے۔

ہسپانوی سائنسدانوں کی ٹیم کی طرف سے ڈیزائن کی گئی اس قسم کی بیٹری اس وقت پیدا ہونے والی اضافی توانائی کو ذخیرہ کرتی ہے جب شمسی یا ہوا کی توانائی تھرمل انرجی کی صورت میں زیادہ ہوتی ہے۔

اس حرارت کا استعمال کسی مواد کو (اس پروجیکٹ میں سلکان الائے کا مطالعہ کیا گیا ہے) کو 1000 ڈگری سیلسیس سے زیادہ گرم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔نظام کے ساتھ ایک خصوصی کنٹینر پر مشتمل ہے

تھرمل فوٹوولٹک پلیٹ کا سامنا اندر کی طرف ہوتا ہے، جو بجلی کی طلب زیادہ ہونے پر ذخیرہ شدہ توانائی کا کچھ حصہ چھوڑ سکتا ہے۔

محققین نے اس عمل کی وضاحت کے لیے ایک تشبیہ کا استعمال کیا: "یہ سورج کو ایک خانے میں ڈالنے کے مترادف ہے۔"ان کا منصوبہ توانائی کے ذخیرہ میں انقلاب لا سکتا ہے۔اس کی بڑی صلاحیت ہے۔

اس مقصد کو حاصل کرنا اور موسمیاتی تبدیلیوں سے نمٹنے کے لیے ایک اہم عنصر بن گیا ہے، جس کی وجہ سے "امادیوس" پروجیکٹ 300 سے زائد پیش کیے گئے پروجیکٹوں سے الگ ہے۔

اور یورپی یونین کا بہترین انوویشن ایوارڈ جیتا۔

EU انوویشن ریڈار ایوارڈ کے آرگنائزر نے وضاحت کی: "قابل قدر نکتہ یہ ہے کہ یہ ایک سستا نظام فراہم کرتا ہے جو توانائی کی ایک بڑی مقدار کو ذخیرہ کر سکتا ہے۔

طویل وقتاس میں اعلی توانائی کی کثافت، اعلی مجموعی کارکردگی ہے، اور کافی اور کم لاگت والے مواد کا استعمال کرتا ہے۔یہ ایک ماڈیولر نظام ہے، وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، اور فراہم کر سکتا ہے۔

ضرورت کے مطابق گرمی اور بجلی صاف کریں۔

تو، یہ ٹیکنالوجی کیسے کام کرتی ہے؟مستقبل کے ایپلی کیشن کے منظرنامے اور کمرشلائزیشن کے امکانات کیا ہیں؟

سادہ الفاظ میں یہ نظام سستی دھاتوں کو پگھلانے کے لیے وقفے وقفے سے قابل تجدید توانائی (جیسے شمسی توانائی یا ہوا کی توانائی) سے پیدا ہونے والی اضافی طاقت کا استعمال کرتا ہے،

جیسے سلکان یا فیروسیلیکون، اور درجہ حرارت 1000 ℃ سے زیادہ ہے۔سلکان الائے اپنے فیوژن کے عمل میں بڑی مقدار میں توانائی ذخیرہ کر سکتا ہے۔

اس قسم کی توانائی کو "اویکت حرارت" کہا جاتا ہے۔مثال کے طور پر، ایک لیٹر سلیکون (تقریباً 2.5 کلوگرام) 1 کلو واٹ-گھنٹہ (1 کلو واٹ-گھنٹہ) سے زیادہ توانائی ذخیرہ کرتا ہے۔

اویکت حرارت کی، جو بالکل وہی توانائی ہے جو 500 بار پریشر پر ہائیڈروجن کے ایک لیٹر میں ہوتی ہے۔تاہم، ہائیڈروجن کے برعکس، سلکان کو ماحول کے نیچے ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔

دباؤ، جو نظام کو سستا اور محفوظ بناتا ہے۔

نظام کی کلید یہ ہے کہ ذخیرہ شدہ حرارت کو برقی توانائی میں کیسے تبدیل کیا جائے۔جب سلکان 1000 ºC سے زیادہ درجہ حرارت پر پگھلتا ہے تو یہ سورج کی طرح چمکتا ہے۔

لہٰذا، فوٹو وولٹک خلیات کو تابناک حرارت کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

نام نہاد تھرمل فوٹوولٹک جنریٹر ایک چھوٹے فوٹو وولٹک ڈیوائس کی طرح ہے، جو روایتی سولر پاور پلانٹس سے 100 گنا زیادہ توانائی پیدا کر سکتا ہے۔

دوسرے الفاظ میں، اگر سولر پینلز کا ایک مربع میٹر 200 واٹ پیدا کرتا ہے، تو ایک مربع میٹر تھرمل فوٹوولٹک پینل 20 کلو واٹ پیدا کرے گا۔اور نہ صرف

طاقت، بلکہ تبادلوں کی کارکردگی زیادہ ہے.تھرمل فوٹوولٹک خلیات کی کارکردگی 30% اور 40% کے درمیان ہے، جو درجہ حرارت پر منحصر ہے

گرمی کے منبع کا۔اس کے برعکس، تجارتی فوٹوولٹک سولر پینلز کی کارکردگی 15% اور 20% کے درمیان ہے۔

روایتی تھرمل انجنوں کے بجائے تھرمل فوٹوولٹک جنریٹرز کا استعمال حرکت پذیر حصوں، سیالوں اور پیچیدہ ہیٹ ایکسچینجرز کے استعمال سے گریز کرتا ہے۔اس طرح سے،

پورا نظام اقتصادی، کمپیکٹ اور بے آواز ہو سکتا ہے۔

تحقیق کے مطابق، اویکت تھرمل فوٹو وولٹک خلیات بقایا قابل تجدید توانائی کی بڑی مقدار کو ذخیرہ کر سکتے ہیں۔

اس منصوبے کی قیادت کرنے والے ایک محقق الیجینڈرو ڈیٹا نے کہا: "ان بجلی کا ایک بڑا حصہ اس وقت پیدا کیا جائے گا جب ہوا اور ہوا سے بجلی کی پیداوار میں سرپلس ہو،

لہذا یہ بجلی مارکیٹ میں بہت کم قیمت پر فروخت کی جائے گی۔ان فاضل بجلی کو انتہائی سستے سسٹم میں ذخیرہ کرنا بہت ضروری ہے۔کے لیے بہت معنی خیز ہے۔

اضافی بجلی کو گرمی کی شکل میں ذخیرہ کریں، کیونکہ یہ توانائی کو ذخیرہ کرنے کے سستے ترین طریقوں میں سے ایک ہے۔

2. یہ لیتھیم آئن بیٹری سے 40 گنا سستی ہے۔

خاص طور پر، سلیکون اور فیروسلیکون 4 یورو فی کلو واٹ گھنٹے سے کم کی لاگت سے توانائی کو ذخیرہ کر سکتے ہیں، جو کہ موجودہ مقررہ لیتھیم آئن سے 100 گنا سستا ہے۔

بیٹریکنٹینر اور موصلیت کی پرت کو شامل کرنے کے بعد، کل لاگت زیادہ ہوگی.تاہم، مطالعہ کے مطابق، اگر نظام کافی بڑا ہے، عام طور پر زیادہ

10 میگا واٹ گھنٹے سے زیادہ، یہ ممکنہ طور پر تقریباً 10 یورو فی کلو واٹ گھنٹے کی لاگت تک پہنچ جائے گا، کیونکہ تھرمل موصلیت کی لاگت کل کا ایک چھوٹا حصہ ہو گی۔

نظام کی لاگت.تاہم، لیتھیم بیٹری کی قیمت تقریباً 400 یورو فی کلو واٹ گھنٹے ہے۔

اس نظام کو درپیش ایک مسئلہ یہ ہے کہ ذخیرہ شدہ حرارت کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ بجلی میں تبدیل ہوتا ہے۔اس عمل میں تبادلوں کی کارکردگی کیا ہے؟کیسے

باقی گرمی توانائی کا استعمال اہم مسئلہ ہے.

تاہم، ٹیم کے محققین کا خیال ہے کہ یہ مسائل نہیں ہیں.اگر نظام کافی سستا ہے، تو صرف 30-40% توانائی کی صورت میں بازیافت کرنے کی ضرورت ہے۔

بجلی، جو انہیں دیگر مہنگی ٹیکنالوجیز، جیسے لیتھیم آئن بیٹریوں سے برتر بنائے گی۔

اس کے علاوہ، بقیہ 60-70% گرمی کو بجلی میں تبدیل نہیں کیا جاتا ہے، کوئلے اور قدرتی کو کم کرنے کے لیے عمارتوں، کارخانوں یا شہروں میں براہ راست منتقل کیا جا سکتا ہے۔

گیس کی کھپت.

حرارت عالمی توانائی کی طلب کا 50% سے زیادہ اور عالمی کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کا 40% ہے۔اس طرح ہوا یا فوٹو وولٹک توانائی کو اویکت میں ذخیرہ کرنا

تھرمل فوٹوولٹک سیلز نہ صرف بہت سارے اخراجات کو بچا سکتے ہیں بلکہ قابل تجدید وسائل کے ذریعے مارکیٹ کی گرمی کی بڑی مانگ کو بھی پورا کر سکتے ہیں۔

3. چیلنجز اور مستقبل کے امکانات

میڈرڈ یونیورسٹی آف ٹکنالوجی کی ٹیم کی طرف سے ڈیزائن کی گئی نئی تھرمل فوٹوولٹک تھرمل سٹوریج ٹیکنالوجی، جو سلیکون الائے مواد استعمال کرتی ہے،

مادی لاگت، تھرمل اسٹوریج درجہ حرارت اور توانائی ذخیرہ کرنے کے وقت میں فوائد۔سلکان زمین کی پرت میں دوسرا سب سے زیادہ پرچر عنصر ہے۔لاگت

فی ٹن سلیکا ریت صرف 30-50 ڈالر ہے، جو پگھلے ہوئے نمک کے مواد کا 1/10 ہے۔اس کے علاوہ، سلکا ریت کے تھرمل سٹوریج درجہ حرارت فرق

ذرات پگھلے ہوئے نمک کے مقابلے میں بہت زیادہ ہیں، اور زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت 1000 ℃ سے زیادہ تک پہنچ سکتا ہے۔اعلی آپریٹنگ درجہ حرارت بھی

فوٹو تھرمل پاور جنریشن سسٹم کی مجموعی توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے۔

Datus کی ٹیم واحد نہیں ہے جو تھرمل فوٹو وولٹک خلیوں کی صلاحیت کو دیکھتی ہے۔ان کے دو طاقتور حریف ہیں: معزز میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف

ٹیکنالوجی اور کیلیفورنیا اسٹارٹ اپ انٹولا انرجی۔مؤخر الذکر بھاری صنعت میں استعمال ہونے والی بڑی بیٹریوں کی تحقیق اور ترقی پر توجہ مرکوز کرتا ہے (ایک بڑی

جیواشم ایندھن کا صارف)، اور اس سال فروری میں تحقیق مکمل کرنے کے لیے 50 ملین امریکی ڈالر حاصل کیے۔بل گیٹس کے بریک تھرو انرجی فنڈ نے کچھ فراہم کیا۔

سرمایہ کاری کے فنڈز.

میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے محققین نے کہا کہ ان کا تھرمل فوٹوولٹک سیل ماڈل گرمی کے لیے استعمال ہونے والی 40 فیصد توانائی کو دوبارہ استعمال کرنے میں کامیاب رہا ہے۔

پروٹوٹائپ بیٹری کے اندرونی مواد.انہوں نے وضاحت کی: "یہ تھرمل انرجی اسٹوریج کی زیادہ سے زیادہ کارکردگی اور لاگت میں کمی کا راستہ بناتا ہے،

پاور گرڈ کو ڈیکاربونائز کرنا ممکن بنانا۔"

میڈرڈ انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی کا پروجیکٹ اس قابل نہیں ہے کہ اس سے حاصل ہونے والی توانائی کی فیصد کی پیمائش کی جاسکے لیکن یہ امریکی ماڈل سے بہتر ہے۔

ایک پہلو میں.اس منصوبے کی قیادت کرنے والے محقق الیجینڈرو ڈیٹا نے وضاحت کی: "اس کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے، MIT پروجیکٹ کو درجہ حرارت کو بڑھانا چاہیے۔

2400 ڈگریہماری بیٹری 1200 ڈگری پر کام کرتی ہے۔اس درجہ حرارت پر، کارکردگی ان کے مقابلے میں کم ہوگی، لیکن ہمارے پاس گرمی کی موصلیت کے مسائل بہت کم ہیں۔

بہر حال، گرمی کے نقصان کے بغیر مواد کو 2400 ڈگری پر ذخیرہ کرنا بہت مشکل ہے۔

یقینا، اس ٹیکنالوجی کو مارکیٹ میں داخل ہونے سے پہلے بہت زیادہ سرمایہ کاری کی ضرورت ہے۔موجودہ لیبارٹری پروٹو ٹائپ میں 1 کلو واٹ سے کم توانائی کا ذخیرہ ہے۔

صلاحیت، لیکن اس ٹیکنالوجی کو منافع بخش بنانے کے لیے، اسے 10 میگاواٹ سے زیادہ توانائی ذخیرہ کرنے کی گنجائش کی ضرورت ہے۔لہذا، اگلے چیلنج کے پیمانے کو بڑھانے کے لئے ہے

ٹیکنالوجی اور اس کی فزیبلٹی کو بڑے پیمانے پر جانچنا۔اس کو حاصل کرنے کے لیے، میڈرڈ انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے محققین ٹیمیں بنا رہے ہیں۔

اسے ممکن بنانے کے لیے۔