اپارٹمنٹس مستقبل کی بڑی بیٹریاں ہو سکتی ہیں۔

(ڈین ٹری) - کل کا شہر "سانس لینے" اور "ردعمل" کنکریٹ بلاکس سے بنایا جا سکتا ہے، جہاں یہ عمارت خود عالمی سبز توانائی کے نیٹ ورک کا حصہ بن جاتی ہے۔

کنکریٹ صنعتی دور کی علامتوں میں سے ایک ہے۔ اب، اسے میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (MIT) نے توانائی کے ایک نئے ذریعہ میں "دوبارہ وضاحت" کی ہے۔

کنکریٹ ^{کا 1m3} 2kWh بجلی ذخیرہ کر سکتا ہے، جو 24 گھنٹے ریفریجریٹر چلانے کے لیے کافی ہے۔ یہ کامیابی مستقبل کی عمارتوں کے امکانات کو کھولتی ہے جو اپنی بجلی خود پیدا، ذخیرہ اور فراہم کر سکتی ہیں۔

تعمیراتی مواد سے لے کر توانائی ذخیرہ کرنے والے آلات تک

کنکریٹ ایک ایسا مواد ہے جو گھروں، پلوں سے لے کر اونچی عمارتوں تک تمام تعمیرات سے وابستہ ہے۔

MIT ٹیم اسے "توانائی کے آلے" میں تبدیل کر رہی ہے۔ نیا کنکریٹ، جسے ec3 کہا جاتا ہے، الیکٹران سے چلنے والے کاربن کنکریٹ کا مطلب ہے، یہ سیمنٹ، پانی اور کاربن بلیک سے بنایا گیا ہے، یہ ایک ایسا مواد ہے جو انتہائی کنڈکٹیو ہے۔

روایتی کنکریٹ کے برعکس، ec3 ایک سپر کیپسیٹر کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ ایک بار مکس، مولڈ، اور ٹھیک ہوجانے کے بعد، کنکریٹ بلاک کو الیکٹرولائٹ محلول میں ڈبو دیا جاتا ہے جو چارج شدہ آئنوں کو کاربن نیٹ ورک میں داخل ہونے دیتا ہے۔

کنکریٹ کی نئی قسم کو ec3 کہا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے الیکٹران کنڈکٹنگ کاربن کنکریٹ (تصویر: MIT)۔

دو ec3 الیکٹروڈ ایک پتلی موصل تہہ سے الگ کیے گئے ایک ڈھانچہ بنائیں گے جو بجلی کو ذخیرہ کرنے کے قابل ہو گا۔

دو سال کی اصلاح کے بعد، تحقیقی ٹیم نے 2023 میں اعلان کردہ پہلے ورژن کے مقابلے ec3 کی ذخیرہ کرنے کی گنجائش میں تقریباً 10 گنا اضافہ کیا ہے۔ ^1m3 مواد اب 2kWh سے زیادہ ذخیرہ کر سکتا ہے، جو پورے دن کے لیے ریفریجریٹر چلانے کے لیے کافی ہے۔

ذخیرہ کرنے کی صلاحیت بڑھانے کے لیے کلیدی نانو اسٹرکچر کو ڈی کوڈ کرنا

اس نتیجے کو حاصل کرنے کے لیے، MIT کے سائنسدانوں نے ایک مائکروسکوپی تکنیک کا استعمال کیا جسے FIB SEM ٹوموگرافی کہا جاتا ہے، جو کنکریٹ کے اندر نینو کاربن نیٹ ورکس کو انتہائی اعلیٰ تین جہتی ریزولوشن پر دیکھنے کی اجازت دیتا ہے۔

اس سے انہیں اس بات کی بہتر تفہیم ملی کہ کاربن کے سیاہ ذرات سیمنٹ کے ساتھ کیسے جڑے ہوئے ہیں اور ایک کنڈکٹیو نظام بناتے ہیں۔ جب نانوسکل پر بہتر کیا جاتا ہے، تو سطح کا رقبہ بڑھ جاتا ہے، جس سے مواد زیادہ چارج ہو سکتا ہے۔

ٹیم نے مختلف الیکٹرولائٹ حلوں کا بھی تجربہ کیا۔ کواٹرنری امونیم نمک اور کنڈکٹیو سالوینٹ ایسٹونائٹرائل کے امتزاج نے ایک مستحکم الیکٹرو کیمیکل ماحول بنایا، جس کے نتیجے میں توانائی کی کثافت میں نمایاں اضافہ ہوا۔

پوسٹ پروسیسنگ کے بغیر اسٹوریج کی گنجائش کو بڑھانے کے لیے موٹے الیکٹروڈز کو شامل کیا جاتا ہے۔

یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ ec3 کی توانائی کی کثافت فی الحال تقریباً 200Wh/m ³ ہے، جو روایتی تعمیراتی مواد سے بہت زیادہ ہے۔ اس کارکردگی کے ساتھ، اپارٹمنٹ میں ec3 کی دیواروں کے صرف چند بلاکس ہی قلیل مدتی زندگی گزارنے کے لیے بجلی ذخیرہ کرنے کے لیے کافی ہیں۔

جب کنکریٹ محسوس کر سکتا ہے اور ردعمل کر سکتا ہے

بجلی ذخیرہ کرنے کے علاوہ، ec3 ماحول پر "احساس" اور رد عمل کا اظہار بھی کر سکتا ہے۔ ایک تجربے میں، سائنسدانوں نے ec3 کے ساتھ ایک چھوٹا گنبد ماڈل بنایا، جو 9V LED کو روشن کرنے کے لیے کافی بجلی ہے۔

نہ صرف بجلی کو ذخیرہ کرنا، ec3 ماحول کو "احساس" اور ردعمل بھی کر سکتا ہے (تصویر: MIT)۔

جب انہوں نے بوجھ لگایا تو روشنی کی پیداوار لاگو قوت کے ساتھ مختلف ہوتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ وولٹیج اسی کے مطابق اتار چڑھاؤ آتا ہے۔

ڈاکٹر ایڈمر میسک، EC3 ریسرچ سینٹر کے شریک ڈائریکٹر، نے کہا کہ اگر پورے پیمانے پر EC3 گنبد تیز ہواؤں یا غیر معمولی بوجھ کی زد میں آتا ہے، تو اس کی بجلی کی پیداوار میں اتار چڑھاؤ آئے گا۔ اس سگنل کو حقیقی وقت میں ڈھانچے کی صحت کی نگرانی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

یہ ٹکنالوجی ان عمارتوں کے امکانات کو کھولتی ہے جو خود کو انتباہ کرسکتی ہیں جب وہ ٹوٹ جاتی ہیں، کمپن ہوتی ہیں یا زیادہ بوجھ ہوتی ہیں۔ ہر ڈھانچہ کنکریٹ کا محض ایک جامد بلاک نہیں ہوگا، بلکہ ایک "سمارٹ" مادی نظام ہوگا جو ماحول پر رد عمل ظاہر کر سکتا ہے۔

صاف توانائی اور پائیدار انفراسٹرکچر کے لیے آگے بڑھیں۔

EC3 کی آمد ایک ایسے وقت میں ہوئی ہے جب دنیا کو قابل تجدید توانائی ذخیرہ کرنے کے حل کی اشد ضرورت ہے۔ لیتھیم آئن بیٹریاں انتہائی کارآمد ہیں لیکن مہنگی، ری سائیکل کرنا مشکل اور نایاب دھاتوں پر انحصار کرتی ہیں۔

دریں اثنا، کنکریٹ سستا، پائیدار، وسیع پیمانے پر دستیاب ہے اور ماحول پر کوئی بڑا اثر ڈالے بغیر بڑے پیمانے پر تیار کیا جا سکتا ہے۔

ایم آئی ٹی کو امید ہے کہ سولر پینلز اور ونڈ ٹربائنز سے بجلی ذخیرہ کرنے کے لیے ec3 کو گھر کی بنیادوں، دیواروں، فٹ پاتھوں، یا روڈ بیڈز میں ضم کیا جا سکتا ہے۔

جب ضرورت سے زیادہ توانائی ہوتی ہے تو نظام اسے ذخیرہ کرتا ہے اور جب طلب زیادہ ہوتا ہے تو اسے جاری کرتا ہے۔ جاپان میں، موسم سرما کی برف پگھلنے میں مدد کے لیے ساپورو میں فٹ پاتھوں کو گرم کرنے کے لیے ٹیکنالوجی کا تجربہ کیا گیا ہے۔

اگر تجارتی بنا دیا جائے تو، ec3 پورے شہری انفراسٹرکچر کو ایک تقسیم شدہ بیٹری نیٹ ورک میں تبدیل کر سکتا ہے، جس سے قومی گرڈ کو مستحکم کرنے اور فوسل انرجی پر انحصار کم کرنے میں مدد ملے گی۔

MIT تسلیم کرتا ہے کہ ec3 اب بھی توانائی کی کثافت کے لحاظ سے تجارتی بیٹریوں سے میل نہیں کھاتا، لیکن یہ ایک ایسے مستقبل کا دروازہ کھولتا ہے جہاں کنکریٹ نہ صرف بوجھ اٹھانے والا مواد ہے بلکہ توانائی کے نظام کا حصہ بھی ہے۔

ماخذ: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/chung-cu-co-the-la-khoi-pin-khong-lo-trong-tuong-lai-20251014080130790.htm