एक गर्म होती दुनिया में, अधिक तेजी से ठंडा करने के विकल्प इससे संबंधित ऊर्जा की मांगों में होने वाली वृद्धि पर लगाम लगाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे।

भूमध्य रेखा के आसपास के देशों में रहने वाली लगभग 80 प्रतिशत वैश्विक आबादी के लिए यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण होगा, जहां तापमान में मामूली वृद्धि भी जीवन के लिए खतरनाक हो सकती है।

पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी (पीएनएनएल) का नया शोध एक समाधान सामने रखता है, यह बताता है कि उद्योग से विकास और समर्थन के साथ अधिक दक्ष ठंडा करने की प्रणाली कैसे संभव है।

पीएनएनएल केमिकल इंजीनियर और संबंधित शोधकर्ता राधा मोटकुरी ने कहा अभी यह शुरुआती विज्ञान है। हालांकि, यह उद्योग के लिए बाजी पलटने वाला हो सकता है।

क्या है ठंडा करने का विज्ञान?

मोटकुरी और शोध टीम ने एक दृष्टिकोण का पता लगाया जो ऊर्जा की बचत करने में अहम भूमिका निभा सकता है, जो ठंडे को सोखने पर आधारित प्रणाली है। ये प्रणाली एक इमारत या औद्योगिक संयंत्र के बेकार जानी वाली गर्मी पर काम करती है, यह प्रक्रिया वाष्प को ठंडा करने और एक ठोस सामग्री के बीच बिजली की खपत को कम कर सकती हैं।

मोटकुरी ने बताया कि एक बार जब हम बिजली ऑन करते हैं तो यह प्रक्रिया चालू हो जाती है। फिर, प्रणाली बहुत कम बिजली की खपत के साथ सोखने की प्रक्रिया को जारी रखती है।

यह पारंपरिक ठंडा करने की प्रणालियों के विपरीत है जो एक कंप्रेसर का उपयोग करते हैं और जिसमें ऊर्जा का नियमित उपयोग की आवश्यकता होती है।

आदर्श ठंडा करने की क्षमता और ऊर्जा दक्षता हासिल करने के लिए एक सोखने वाली शीतलन प्रणाली को लगाया जाता है। इसके लिए प्रणाली के वाष्प को ठंडा करने, जिसे मेहमान कहा जाता है और ठोस शोषक सामग्री, जिसे मेजबान कहा जाता है। इन दोनों के बीच जटिल रसायन विज्ञान को समझने की आवश्यकता होती है।

मोटकुरी और उनके सहयोगियों ने इन विवरणों की गहराई से जांच की, ठोस सॉर्बेंट की ज्यामिति को समायोजित करना, रासायनिक अंतःक्रियाओं की गति और यहां तक ​​कि ठोस सामग्री में छोटे दोषों के प्रभाव को समझने के लिए भी यह अहम है। इसके साथ ही कि वे पूरी प्रणाली को कैसे प्रभावित करते हैं यह समझना महत्वपूर्ण है।

शोधकर्ताओं ने बताया कि हाल ही में, टीम को अपने काम के बारे में बताने के लिए आमंत्रित किया गया था,  जिसमें अधिक ऊर्जा कुशल विकल्पों की मांग को पूरा करने की कोशिश कर रहे ठंडा करने के उद्योग में लगे लोगों की मदद करना शामिल है।

पीट मैकग्रेल ने कहा कि वाष्प को ठंडा करने या रेफ्रिजरेंट आधारित सोखने और ठंडा करने की प्रणाली में लगने वाली लागत, दक्षता और विश्वसनीयता के मुद्दों पर यह खरी उतरती है। जिसमें व्यावसायिक और आवासीय भवनों में वर्तमान पानी आधारित सोखने से ठंडा करने की प्रणाली को सीमित रूप से अपनाया जाता है। पीट मैकग्रेल, पीएनएनएल में प्रयोगशाला और रासायनिक इंजीनियर है, जिन्होंने सोखने पर आधारित ठंडा करने की प्रणाली के विकास का नेतृत्व किया है।   

पर्यावरण के लिए महत्वपूर्ण

दुनिया भर में लू की घटनाओं में हो रही वृद्धि और ठंडा करने से संबंधित ऊर्जा की मांग के 2050 तक तिगुनी होने का अनुमान है, छोटे पर्यावरणीय पदचिह्नों के साथ ठंडा करने की प्रणाली के लिए यह एक धक्का है। अधिक ऊर्जा कुशल प्रणालियों के अलावा, इसमें ठंडा करने या रेफ्रिजरेंट के लिए बदलते मानक शामिल हैं।

पर्यावरण के अधिक अनुकूल हाइड्रोफ्लोरो-ओलेफिन (एचएफओ) के पक्ष में अगले कुछ वर्षों में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोफ्लोरोकार्बन रेफ्रिजरेंट को चरणबद्ध तरीके से समाप्त कर दिया जाएगा। एचएफओ में ग्लोबल वार्मिंग क्षमता शून्य के करीब है, जिसका अर्थ है कि एचएफओ के उत्सर्जन में हाइड्रोफ्लोरोकार्बन रेफ्रिजरेंट के उत्सर्जन की तुलना में वातावरण में बहुत कम सापेक्ष गर्मी होती है।

इस तरह के बदलाव से संबंधित, मोटकुरी और उनके सहयोगियों ने आसानी से उपलब्ध, सस्ती हाइड्रोफ्लोरोकार्बन रेफ्रिजरेंट आर-134ए का उपयोग करके अपना परीक्षण किया। इस हाइड्रोफ्लोरोकार्बन रेफ्रिजरेंट में उच्च ग्लोबल वार्मिंग क्षमता है, लेकिन एचएफओ के समान रासायनिक व्यवहार है, जो इसे सोखने वाले ठंडा करने की प्रणालियों के छोटे आपसी प्रभाव का अध्ययन करने के लिए एक उपयुक्त विकल्प बनाता है, जो भविष्य में एचएफओ का उपयोग करेगा।

शोधकर्ता भविष्य में सोखने वाले ठंडा करने के अनुसंधान में एचएफओ को ग्रीन कूलिंग सिस्टम के अगले चरण के रूप में एकीकृत करने के लिए तत्पर हैं। यह शोध एकाउंट्स ऑफ केमिकल रिसर्च जर्नल में प्रकाशित हुआ है।