भारतीय वैज्ञानिकों ने एक ऐसा स्मार्ट ऑक्साइड विकसित किया है जो ऊर्जा संग्रहित करता है और रंग परिवर्तन के माध्यम से आवेश स्तर को दर्शाता है।

बेंगलुरु स्थित सेंटर फॉर नैनो एंड सॉफ्ट मैटर साइंसेज (सीईएनएस) के वैज्ञानिकों ने एक नवीन स्मार्ट सामग्री विकसित की है जो ऊर्जा को संग्रहित कर सकती है और रंग बदलकर अपने चार्ज स्तर को दृश्य रूप से इंगित कर सकती है, जो अगली पीढ़ी की ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण सफलता है।

आशुतोष कुमार सिंह के नेतृत्व वाली शोध टीम ने मोलिब्डेनम और टंगस्टन से बना एक ऑक्सीजन-रहित द्विधात्विक ऑक्साइड तैयार किया है। यह पदार्थ इलेक्ट्रॉनिक्स में लंबे समय से चली आ रही एक कमी को अनोखे ढंग से दूर करता है, जहां उपकरण आमतौर पर या तो ऊर्जा संग्रहित करते हैं या सूचना प्रदर्शित करते हैं—लेकिन दोनों एक साथ बहुत कम ही देखने को मिलते हैं।

इस नवाचार में, सामग्री अपनी आवेश अवस्था के आधार पर रंग बदलती है – आवेशित होने पर नीली दिखाई देती है और डिस्चार्ज होने पर पारदर्शी हो जाती है – जिससे उपयोगकर्ता अतिरिक्त सेंसर या डिस्प्ले के बिना ऊर्जा स्तर का तुरंत आकलन कर सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने बताया कि इस कार्यक्षमता का रहस्य ऑक्साइड की “ऑक्सीजन-रहित” संरचना में निहित है। परमाणु जालक में जानबूझकर रिक्त स्थान बनाकर, टीम ने पदार्थ के भीतर आयनों की सुगम गति को संभव बनाया। चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान आयनों की गति के साथ-साथ, वे पदार्थ की इलेक्ट्रॉनिक संरचना को भी परिवर्तित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक दृश्यमान रंग परिवर्तन होता है जो वास्तविक समय संकेतक के रूप में कार्य करता है।

इस पदार्थ का संश्लेषण विलायक-तापीय विधि द्वारा किया गया है और इसने कई अनुप्रयोगों में आशाजनक परिणाम दिखाए हैं। इलेक्ट्रोक्रोमिक उपकरणों में, इसने उच्च ऑप्टिकल मॉड्यूलेशन (43%) और कुशल ऊर्जा उपयोग सहित उत्कृष्ट ऑप्टिकल प्रदर्शन प्रदर्शित किया है, जो स्मार्ट खिड़कियों और डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों के लिए इसकी क्षमता को दर्शाता है।

सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोड के रूप में परीक्षण किए जाने पर, इस सामग्री ने उच्च ऊर्जा भंडारण क्षमता और स्थिरता प्रदर्शित की, और 10,000 से अधिक चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों तक अपना प्रदर्शन बनाए रखा। यह यांत्रिक तनाव और विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में भी टिकाऊ साबित हुई।

व्यावहारिक प्रदर्शनों में, इस सामग्री का उपयोग करके निर्मित उपकरण एक एलसीडी टाइमर को बिजली देने और एक एलईडी को रोशन करने में सक्षम थे, जो इसकी वास्तविक दुनिया में उपयोगिता को उजागर करता है।

मैटेरियल्स केमिस्ट्री ए नामक पत्रिका में प्रकाशित निष्कर्ष, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों तक के अनुप्रयोगों में दृश्य प्रतिक्रिया के साथ ऊर्जा भंडारण को एकीकृत करने की भविष्य की संभावनाओं की ओर इशारा करते हैं।

वैज्ञानिकों का कहना है कि यह नवाचार ऐसे स्मार्ट और अधिक कुशल उपकरणों के विकास का मार्ग प्रशस्त कर सकता है जो कार्यक्षमता को सहज उपयोगकर्ता संपर्क के साथ जोड़ते हैं।