மின்சாரத்தை `உற்பத்தி செய்து சேமிக்கும்’ அதிசய மின்கலம்!

மின்சாரத்தை `உற்பத்தி செய்து சேமிக்கும்’ அதிசய மின்கலம்!

புதுப்பிக்கவல்ல எரிசக்தி உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களில் பொதுவாக, இரு தனிப்பட்ட செயல்முறைகள் உண்டு. ஒன்று, சூரிய ஒளி, காற்று ஆகியவற்றை பயன்படுத்தி எரிசக்தியை உற்பத்தி செய்வது. மற்றொன்று, உற்பத்தி செய்த எரிசக்தியை மின்கலம் போன்றவற்றில் சேமித்து வைப்பது.
இந்த இரு செயல்முறைகளும் எப்போதுமே தனித்தனிப் பிரிவுகளில்தான் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. அதாவது, முதலில் சூரிய ஒளி அல்லது காற்று போன்றவற்றில் இருக்கும் எரிசக்தியை மின்சாரமாக மாற்றுவது. பின்னர், அந்த மின்சாரத்தை வேதியியல் எரிசக்தியாக மாற்றி மின்கலத்தில் சேமிப்பது. இதுவரையில் இப்படித்தான் நடந்துகொண்டிருக்கிறது.
ஆனால், உலகில் முதல் முறையாக, ஒரே கருவியில் எரிசக்தியை உற்பத்தியும் செய்து, சேமிக்கவும் முடியும் என்று நிரூபித்து அசத்தியிருக்கிறார்கள் அமெரிக்காவின் ஜார்ஜியா தொழில்நுட்ப ஆய்வு மைய பொறியியலாளர்கள்.
மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படும்போது, முதலில் விசை ஆற்றல் மின்சாரமாக மாற்றப்பட்டு, பின்னர் மின்சாரமானது வேதியியல் எரிசக்தியாக மாற்றப்படும். ஆனால் இந்த புதிய கருவியில், விசை ஆற்றலானது நேரடியாக வேதியியல் ஆற்றல் அல்லது எரிசக்தியாக மாற்றப்பட்டுவிடுகிறது.
அடிப்படையில், இந்த கருவியானது ஒரு `கலப்பு மின்னியற்றி மின்கலமாக' செயல்படுகிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
சுருங்கச் சொல்வதானால், இந்த புதிய கருவி `தனக்குத்தானே மின்னேற்றிக்கொள்ளும்' ஒரு மின்கலமாக செயல்படுகிறது என்று சொல்லலாம்.
மின்கல தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு புதிய அணுகுமுறையை அறிமுகப்படுத்தியிருக்கும் இந்த ஆய்வு முயற்சிக்கு, பொதுவான மற்றும் விரிவான பயன்பாடுகள் இருக்கிறது என்கிறார் இதனைக் கண்டறிந்த ஆய்வுக்குழுவின் மூத்த ஆய்வாளர் சாங் லின் வாங்.
பெரும்பாலும் கையடக்க கருவிகளை இயக்கப் பயன்படக்கூடிய இந்த புதிய மின்னியற்றி மின்கலத்துக்கு, பிற மின்கலங்களில் மின்னேற்றத் தேவைப்படும் ஜெட் டி.சி. கருவி அவசியமில்லை என்கிறார் வாங்.
இந்த மின்னியற்றி மின்கலத்தை உருவாக்க, நாணயத்தைப் போல இருக்கும் லித்தியம் அயான் மின்கலத்தின் இரு மின்முனைகளை பிரிக்கும் பாலிஎத்திலீன் பகுதி அகற்றப்பட்டு, அந்த இடத்தில் `பி.வி.டி.எப்.' படலம் ஒன்று பொருத்தப்பட்டது. அடிப்படையில் ஒரு பீசோஎலக்ட்ரிக் அல்லது அழுத்த மின்சார பொருளான பி.வி.டி.எஃப், அழுத்தம் கொடுக்கப்படும்போது மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யக்கூடியது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
இந்த புதிய மின்கலத்தில், பி.வி.டி.எப். படலமானது மின்கலத்தின் இரு முனைகளுக்கு இடையில் பொருத்தப்படுவதால், மின்கலத்தின் உள்ளே ஒரு மின்சார சமநிலையை பராமரிக்க, லித்தியம் அயான்கள் காத்தோட் மின்முனையில் இருந்து ஆனோட் மின்முனைக்கு பயணப்படுகின்றன. பி.வி.டி.எப். படலத்தின் மூலம் ஏற்படும் இந்த லித்தியம் அயான் நகர்வே மின்கலத்துக்கு மின்னேற்றுகிறது. இதனாலேயே, இந்த மின்கலத்தினால் தனக்குத்தானே மின்னேற்றிக்கொள்ள முடிகிறதாம். அதாவது `சுய மின்னேற்றம்'.
அழுத்தப்பட்டால் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் திறனுள்ள இந்த பி.வி.டி.எப். படலத்துக்கு அழுத்தம் கொடுக்க, நாணய அளவுள்ள இந்த மின்கலம் ஒரு ஷூவின் அடிபாகத்தில் பொருத்தப்பட்டது. இதன்மூலம், ஒருவர் நடக்கும்போது உண்டாகும் அழுத்தமே மின்கலத்துக்கு முழுமையாக மின்னேற்ற போதுமானதாக இருக்கிறது என்பது கண்டறியப்பட்டது.
உதாரணமாக, 2.3 ஹெர்ட்ஸ் அளவுள்ள ஒரு அழுத்த விசையானது, சுமார் 4 நிமிடத்தில் இந்த கருவியின் மின்சாரத்தை 327 மில்லி வோல்ட்டில் இருந்து 395 மில்லி வோல்ட்டாக அதிகப்படுத்தியது.
ஆனால், இந்த மின்கலத்தை ஒரு பி.வி.டி.எப். பீசோஎலக்ட்ரிக் மின்னியற்றியாகவும், பாலிஎத்திலீன் உள்ள ஒரு லித்தியம் அயான் மின்கலமாகவும் வெவ்வேறாக பிரித்தபோது, இதிலிருந்து வெறும் 10 மில்லி வோல்ட் மின்சாரமே உற்பத்தியானது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இந்த பரிசோதனையில் இருந்து, விசை ஆற்றலை நேரடியாக வேதியியல் எரிசக்தியாக மாற்றும்போது உற்பத்தி ஆகும் மின்சாரத்தின் அளவு, விசை ஆற்றலில் இருந்து முதலில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்து, பின்னர் அந்த மின்சாரத்தை வேதியியல் எரிசக்தியாக மாற்றும்போது உற்பத்தியாகும் மின்சாரத்தின் அளவைவிட பலமடங்கு அதிகமாக இருக் கிறது என்பது தெரியவருகிறது.
இந்த மின்னியற்றி மின்கலத்தின் மீதான அழுத்தம் நீக்கப்படும் போது அதன் மின்சாரம் பயன்பாட்டுக்கு தயாராகி விடுகிறதாம். ஏனென்றால், அழுத்தம் கொடுக்கப்படும்போது பி.வி.டி.எப். மூலம் காத்தோட் மின்முனையில் இருந்து ஆனோட் மின்முனைக்குச் செல்லும் லித்தியம் அயான்கள், அந்த அழுத்தம் நீக்கப்படும்போது காத்தோடில் இருந்து மீண்டும் ஆனோட் மின்முனைக்கே திரும்பி சென்றுவிடுகின்றனவாம்.
இதனால் சுயமின்னேற்றம் தடைபட்டு, மின்கலத்தில் இருக்கும் மின்சாரம் பயன்பாட்டுக்கு தயாராகிவிடுகிறது என்கிறார் ஆய்வாளர் வாங்!
சுயமின்னேற்றம் செய்துகொள்ளக்கூடிய இந்த மின்கலங்கள் சுமார் 1.5 வோல்ட் அளவு மின்சாரத்தையும் சுயமாக உற்பத்தி செய்யக்கூடியவை என்பதையும் நிரூபித்திருக்கிறது வாங்கின் ஆய்வுக்குழு.
இதன்மூலம் இந்த மின்கலத்தின் பயன்பாடுகள் கையடக்க மின்னணு கருவிகள் மட்டுமல்லாது இதர பல மின்னணு கருவிகளுக்கும் விரிவடையும் என்கிறார்கள் விஞ்ஞானிகள்.