वैज्ञानिक उपकरणों को तेजी से ठंडा करने की तकनीक विकसित

थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर, जिन्हें सॉलिड-स्टेट रेफ्रिजरेटर भी कहा जाता है, डिवाइस के एक तरफ से दूसरी तरफ गर्मी स्थानांतरित करने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग करके स्थानीयकृत शीतलन को प्रेरित कर सकते हैं।

उनका लंबा जीवनकाल, रिसाव के प्रति अभेद्यता, आकार और आकार की ट्यूनेबिलिटी, और चलने वाले हिस्सों (जैसे परिसंचारी तरल पदार्थ) की कमी इन उपकरणों को इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे विविध शीतलन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है। हालांकि, उन्हें सिल्लियों से बनाना उच्च लागत से जुड़ा है और बहुत सारी सामग्री बर्बाद करता है। इसके अलावा, उपकरणों का प्रदर्शन सीमित रहता है।

अब, इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी ऑस्ट्रिया की एक टीम, जिसका नेतृत्व वर्बंड प्रोफेसर फॉर एनर्जी साइंसेज और वर्नर सीमेंस थर्मोइलेक्ट्रिक प्रयोगशाला की प्रमुख मारिया इबनेज़ ने किया, ने पहले लेखक और संस्थान पोस्टडॉक शेंगडुओ जू के साथ मिलकर थ्री डी प्रिंटर से उच्च-प्रदर्शन थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री विकसित की और उनका उपयोग थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर बनाने के लिए किया।

थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर निर्माण में थ्री डी प्रिंटिंग के हमारे अभिनव एकीकरण से विनिर्माण दक्षता में बहुत सुधार हुआ है और लागत कम हुई है, जू कहते हैं।

इसके अलावा, थ्री डी प्रिंटिंग थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के पिछले प्रयासों के विपरीत, वर्तमान विधि काफी उच्च प्रदर्शन वाली सामग्री प्रदान करती है।

प्रोफेसर इबनेज़ कहते हैं, व्यावसायिक स्तर के प्रदर्शन के साथ, हमारे काम में अकादमिक क्षेत्र से आगे बढ़ने, व्यावहारिक प्रासंगिकता रखने और वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों की तलाश करने वाले उद्योगों से रुचि आकर्षित करने की क्षमता है।

वर्तमान अत्याधुनिक तापविद्युत कूलर पिंड-आधारित विनिर्माण तकनीकों का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं – महंगी और बिजली की भूखी प्रक्रियाएँ जिसके लिए उत्पादन के बाद व्यापक मशीनिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, जहाँ बहुत सारी सामग्री बर्बाद हो जाती है।

हमारे वर्तमान कार्य के साथ, हम तापविद्युत सामग्रियों के आवश्यक आकार को थ्री डी प्रिंट कर सकते हैं। इसके अलावा, परिणामी उपकरण हवा में 50 डिग्री का शुद्ध शीतलन प्रभाव प्रदर्शित करते हैं।

इसका मतलब है कि हमारी थ्री डी-मुद्रित सामग्री उन सामग्रियों के समान प्रदर्शन करती है जिनका निर्माण करना काफी अधिक महंगा है, जू कहते हैं। थ्री डी प्रिंटिंग तकनीक लागू करने से परे, टीम ने स्याही को इस तरह से डिज़ाइन किया कि, जैसे ही वाहक विलायक वाष्पित होता है, अनाज के बीच प्रभावी और मजबूत परमाणु बंधन बनते हैं, जिससे एक परमाणु रूप से जुड़ा हुआ सामग्री नेटवर्क बनता है।

नतीजतन, इंटरफेसियल रासायनिक बंधन अनाज के बीच चार्ज ट्रांसफर में सुधार करते हैं। यह बताता है कि कैसे टीम ने अपने थ्री डी-मुद्रित सामग्रियों के थर्मोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन को बढ़ाने में कामयाबी हासिल की, साथ ही छिद्रपूर्ण सामग्रियों के परिवहन गुणों पर भी नई रोशनी डाली।

वैज्ञानिकों की टीम द्वारा विकसित स्याही निर्माण विधि को उच्च तापमान वाले थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर में उपयोग की जाने वाली अन्य सामग्रियों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है – ऐसे उपकरण जो तापमान अंतर से विद्युत वोल्टेज उत्पन्न कर सकते हैं। यह परियोजना ताप विद्युत उत्पादन में सुधार लाएगी तथा कुशल एवं टिकाऊ ताप विद्युत प्रौद्योगिकियों के एक नए युग का सूत्रपात करेगी।