पवन टर्बाइनों को दुर्लभ मृदाओं का उपयोग करने की आवश्यकता क्यों होती है?

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पवन टर्बाइन स्थायी चुम्बकों का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करते हैं, जो अत्यंत शक्तिशाली होते हैं, लेकिन उनमें दुर्लभ मृदा तत्व होते हैं, जिनका खनन और पुनर्चक्रण कठिन होता है।

पवन टर्बाइन अक्सर स्थायी चुम्बकों से सुसज्जित होते हैं, जिनमें दुर्लभ मृदा तत्वों का उपयोग होता है। फोटो: रबीह शाशा — कई पवन टर्बाइन स्थायी चुम्बकों से सुसज्जित होते हैं, जिनमें दुर्लभ मृदा तत्वों का उपयोग होता है। फोटो: *रबीह शाशा*

पर्यावरण की दृष्टि से, पवन टर्बाइन एक लाभदायक सौदा हैं, जैसा कि आईएफएल साइंस ने 3 मार्च को बताया था। इनकी "पेबैक अवधि" एक वर्ष से भी कम होती है—यानी एक टर्बाइन को अपने उत्पादन से होने वाले प्रदूषण की भरपाई के लिए पर्याप्त स्वच्छ ऊर्जा उत्पन्न करने में लगने वाला समय। ये चलने के दौरान लगभग कोई प्रदूषण नहीं फैलाते, और ये बेहद कुशल भी हैं, क्योंकि सिर्फ़ एक टर्बाइन हर महीने लगभग 940 औसत अमेरिकी घरों को बिजली दे सकता है।

हालाँकि, पवन टर्बाइनों को पुनर्चक्रित करना बेहद मुश्किल है, जिसमें उनके अंदर मौजूद दुर्लभ मृदाएँ भी शामिल हैं। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के पवन ऊर्जा प्रौद्योगिकी कार्यालय के मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी टायलर क्रिस्टोफेल ने कहा, "अभी, जहाँ तक हमारी जानकारी है, पवन टर्बाइनों से निकलने वाले दुर्लभ मृदाओं को लगभग किसी भी तरह से पुनर्चक्रित नहीं किया जाता है।"

यह आँकड़ा आश्चर्यजनक नहीं है। दुनिया भर में , विशेषज्ञों का अनुमान है कि दुर्लभ मृदा तत्वों - जैसे कि सेरियम, लैंथेनम, नियोडिमियम - का 1% से भी कम पुनर्चक्रण किया जाता है। जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, दुर्लभ मृदा तत्वों को उपयोगी मात्रा में पाना बहुत मुश्किल है।

सामान्यतः, लावा प्रवाह, जलतापीय गतिविधि और पर्वत निर्माण जैसी विभिन्न भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के कारण पृथ्वी की पपड़ी में धातुएँ जमा हो जाती हैं। हालाँकि, दुर्लभ मृदा तत्वों के असामान्य रासायनिक गुणों के कारण, ये विशेष परिस्थितियों में आमतौर पर एक साथ जमा नहीं होते। दुर्लभ मृदा तत्वों के अंश पूरे ग्रह में बिखरे हुए हैं, जिससे उनका निष्कर्षण अप्रभावी हो जाता है।

कभी-कभी, अम्लीय भूमिगत वातावरण कुछ स्थानों पर दुर्लभ मृदा तत्वों का थोड़ा अधिक स्तर उत्पन्न कर सकता है। हालाँकि, इन स्थानों का पता लगाना केवल पहली चुनौती है। शुद्ध तत्वों के निष्कर्षण की कठिनाई के कारण खनन और भी जटिल हो जाता है। वर्तमान में, दुनिया के लगभग 70% दुर्लभ मृदा उत्पादन का उत्पादन चीन में होता है।

दुर्लभ मृदा तत्व लगातार महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। औद्योगिक अनुप्रयोगों से लेकर लैपटॉप और स्मार्टफ़ोन जैसे व्यक्तिगत उपकरणों तक, ये हर चीज़ में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। बेशक, ये पवन टर्बाइनों में भी मौजूद होते हैं।

मेन विश्वविद्यालय की एसोसिएट प्रोफ़ेसर क्रिस्टिन वेकासी ने 2022 के एक अध्ययन में लिखा है, "जैसे-जैसे पवन टरबाइन के ब्लेड घूमते हैं, वे गतिज ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। एक स्थायी चुंबक जनरेटर दो विपरीत ध्रुवीकृत स्थायी चुंबकों की परस्पर क्रिया के माध्यम से इस गतिज ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है।"

"दूसरे चुम्बक भी यह काम कर सकते हैं, लेकिन स्थायी चुम्बकों के कई फायदे हैं, जैसे ज़्यादा दक्षता, छोटा आकार, कम गतिमान पुर्जे जो टूट सकते हैं, और बाहरी चार्जिंग की ज़रूरत नहीं। हवा ही सारा काम कर देती है," वह बताती हैं।

इन चुम्बकों में दुर्लभ मृदा तत्व पाए जाते हैं, आमतौर पर नियोडिमियम या सैमेरियम। ये उपलब्ध सबसे मज़बूत चुम्बक हैं, लेकिन ये अविनाशी नहीं हैं। ये ज़्यादा गरम होने, जंग लगने, आकस्मिक प्रभाव या चुंबकीय क्षेत्र की समस्याओं के कारण अपना चुंबकत्व खो सकते हैं। परिणामस्वरूप, पवन टरबाइन का नवीनीकरण—पुराने पुर्जों को बदलना, जनरेटर जैसे पुर्जों को उन्नत करना, और दुर्लभ मृदा चुम्बकों को बदलना—लगभग एक निरंतर प्रक्रिया है।

इस समस्या के समाधान के लिए, अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने पिछले साल टर्बाइन के पुर्जों के पुनर्चक्रण के कुशल तरीके खोजने के लिए एक प्रतियोगिता शुरू की थी। पिछले महीने, प्रतियोगिता के पहले चरण के 20 विजेताओं की घोषणा की गई, जिनमें से चार चुम्बकों के पुनर्चक्रण पर केंद्रित थे।

क्रिस्टोफ़ेल ने कहा कि जैसे-जैसे अमेरिका पवन ऊर्जा में और निवेश कर रहा है और दुर्लभ मृदा-आधारित तकनीकों का विकास जारी है, दुर्लभ मृदा का पुनर्चक्रण एक और भी ज़्यादा ज़रूरी मुद्दा बनता जा रहा है। उन्होंने कहा, "यह पुरस्कार कुछ ऐसी पुनर्चक्रण तकनीकों को बढ़ावा देने में मदद करता है जिनसे चुम्बकों के इस्तेमाल का कम संसाधन-गहन और कम उत्सर्जन वाला तरीका अपनाया जा सकता है।"

थू थाओ ( आईएफएल साइंस के अनुसार)

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