ටෙස්ලා අනුමාන කළේ වාතයෙන් විදුලිය ලබා ගත හැකි බවයි. දැන් ප්‍රශ්නය වන්නේ අපගේ නිවෙස් බල ගැන්වීමට අවශ්‍ය පරිමාණයෙන් එය භාවිතා කළ හැකිද යන්නයි.
20 වන ශතවර්ෂයේ මුල් භාගයේදී සර්බියානු නව නිපැයුම්කරු නිකොලා ටෙස්ලා (Nikola Tesla) අප අවට වාතයෙන් අසීමිත නිදහස් විදුලිය ඇද ගැනීමට සිහින මැව්වේය. සෑම විටම අභිලාෂකාමීයෙකු වූ ටෙස්ලා දැවැන්ත බැටරියක අන්ත දෙකක් ලෙස පෘථිවිය සහ ඉහළ වායුගෝලය දෙස බලමින් සිටියේය. ඔහුගේ සිහින කිසි දිනෙක සැබෑ නොවූ නමුත් වාතයෙන් ලබා ගන්නා විදුලිය (Hygroelectricity) දැන් නැවතත් පර්යේෂකයන්ගේ පරිකල්පනය ග්‍රහණය කරගනිමින් සිටින බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නැත. වෙනස, ඔවුන් ටෙස්ලා මෙන් ලොකුවට හිතන්නේ නැත. ඔවුන් දකින සිහිනය ඉතා කුඩාය.
පසුගිය මැයි මාසයේදී, මැසචුසෙට්ස් විශ්ව විද්‍යාලයේ පර්යේෂකයින් කණ්ඩායමක් (UMass Amherst) වාතයේ ආර්ද්‍රතාවයෙන් කුඩා නමුත් අඛණ්ඩ විදුලි ධාරාවක් සාර්ථකව ජනනය කළ බව ප්‍රකාශ කරන පත්‍රිකාවක් ප්‍රකාශයට පත් කළේය. එය බොහෝ විට විස්මය දනවන ප්‍රකාශයක් විය.
අධ්‍යයනයේ ප්‍රධාන කතුවරයා වන මහාචාර්ය ජූන් යාඕ (Prof Jun Yao) පවසන්නේ “අවංකව කිවහොත් එය හදිසි අනතුරක්. අපි ඇත්තටම උනන්දු වුණේ වාතයේ ආර්ද්‍රතාවය සඳහා සරල සංවේදකයක් සෑදීමටයි. නමුත් කුමන හේතුවක් නිසා හෝ එහි වැඩ කරමින් සිටි සිසුවාට විදුලිය ප්ලග් කිරීමට අමතක වුණා’’
නිකොලා ටෙස්ලා ඔහුගේ රසායනාගාරයේ වැඩකරන අයුරු
UMass Amherst කණ්ඩායම පුදුමයට පත් වූයේ අන්වීක්ෂීය නල හෝ නැනෝ වයර් සමූහයකින් සමන්විත උපාංගය නොතකා විදුලි සංඥාවක් නිපදවන බව සොයා ගැනීමය.
සෑම නැනෝ වයරයක්ම මිනිස් හිසකෙස් ගසක විෂ්කම්භයෙන් දහසකට වඩා අඩු වූ අතර වාතයේ ජල අණුවකට ඇතුළු විය හැකි තරම් පළල නමුත් එය ඉතා පටු විය. නමුත් එය නළය ඇතුළත ගැටේ. සෑම ගැටිත්තක්ම කණ්ඩායම විසින් අවබෝධ කරගත් අතර, ද්‍රව්‍යයට කුඩා ආරෝපණයක් ලබා දුන් අතර, ගැටිති වල සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට නලයේ එක් කෙළවරක් අනෙක් කෙළවරට වඩා වෙනස් ලෙස ආරෝපණය විය.
20 වන ශතවර්ෂයේ මුල් භාගයේදී සර්බියානු නව නිපැයුම්කරු නිකොලා ටෙස්ලා (Nikola Tesla) අප අවට වාතයෙන් අසීමිත නිදහස් විදුලිය ඇද ගැනීමට සිහින මැව්වේය. සෑම විටම අභිලාෂකාමීයෙකු වූ ටෙස්ලා දැවැන්ත බැටරියක අන්ත දෙකක් ලෙස පෘථිවිය සහ ඉහළ වායුගෝලය දෙස බලමින් සිටියේය. ඔහුගේ සිහින කිසි දිනෙක සැබෑ නොවූ නමුත් වාතයෙන් ලබා ගන්නා විදුලිය (Hygroelectricity) දැන් නැවතත් පර්යේෂකයන්ගේ පරිකල්පනය ග්‍රහණය කරගනිමින් සිටින බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නැත.
“ඉතින් ඒක ඇත්තටම බැටරියක් වගේ” යාඕ පවසයි. “ඔබට ධනාත්මක ඇදීමක් සහ සෘණ ඇදීමක් තිබෙනවා. ඔබ ඒවා සම්බන්ධ කරන විට ආරෝපණය ගලා යනවා”
ඔවුන්ගේ මෑත අධ්‍යයනය සඳහා, යාඕගේ කණ්ඩායම නැනෝ වයර් වලින් ඉදිරියට ගොස් ඇති අතර ඒ වෙනුවට කුඩා සිදුරු හෝ Nanopores මිලියන ගණනක් සහිත ද්‍රව්‍ය සිදුරු කරයි. ඔවුන් විසින් නිර්මාණය කර ඇති උපාංගය සිඟිති රුවක ප්‍රමාණය, මිනිස් හිසකෙස් පළලින් පහෙන් එකක් සහ දළ වශයෙන් එක් මයික්‍රෝවොට් එකක් ජනනය කිරීමේ හැකියාව ඇත. එය විශාල LED තිරයක් මත තනි පික්සලයක් දැල්වීමට ප්‍රමාණවත් වේ.
එසේනම් තිරයේ ඉතිරි කොටස හෝ ඇත්ත වශයෙන්ම මුළු නිවසම බල ගැන්වීමට ගත යුත්තේ කුමක්ද? “පිළිතුර නම් වාතය සෑම තැනකම තිබීමයි,” යාඕ පවසයි. “උපාංගයේ තුනී පත්‍රයක් ඉතා කුඩා විදුලි ප්‍රමාණයක් හෝ බලයක් ලබා දුන්නද, ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන්, බලය වැඩි කිරීම සඳහා අපට සිරස් අවකාශයේ ස්ථර කිහිපයක් ගොඩ ගැසිය හැකියි”
තවත් කණ්ඩායමක් වන මහාචාර්ය Svitlana Lyubchyk සහ ඇගේ නිවුන් පුතුන් වන මහාචාර්ය Andriy සහ Sergiy Lyubchyk උත්සාහ කරන්නේ එයයි. Svitlana Lyubchyk සහ Andriy Lisbon-පාදක Catcher ව්‍යාපෘතියේ කොටසක් වන අතර, එහි අරමුණ “වායුගෝලීය ආර්ද්‍රතාවය පුනර්ජනනීය බලයක් බවට වෙනස් කිරීම” වන අතර, Sergiy සමඟ එක්ව ඔවුන් පර්යේෂණ වාණිජකරණය කිරීමට අදහස් කරන ආරම්භයක් වන CascataChuva ආරම්භ කර ඇත. ඔවුන් මුලින්ම අදහස මත වැඩ කිරීමට පටන් ගත්තේ 2015 දී, UMass Amherst හි යාඕගේ කණ්ඩායමට ටික කලකට පෙරය. “අපි විකාරකාරයන් ලෙස සලකනු ලැබුවා” කියා ඇන්ඩ්‍රි පවසයි. “සම්පූර්ණයෙන්ම කළ නොහැකි දෙයක් කරමින් සිටි පිරිමි ළමයින් කණ්ඩායමක්”
ඇත්ත වශයෙන්ම සම්මන්ත්‍රණවලදී සංකල්පයේ මුල් සාක්ෂියේ වටිනාකම ඔප්පු කිරීමට උත්සාහ කිරීම ඔවුන්ගේ ඒකායන අරමුණ විය. ඔහු මෙසේ කියයි: “සංඥාව ස්ථායී නොවූ අතර එය ප්‍රමාණවත් වුණේ නැහැ. අපට මිලිවොට් 300ක් ජනනය කිරීමට හැකි වුණා. නමුත් එය ප්‍රමාණවත් නැහැ’’
ඔවුන් එතැන් සිට බොහෝ දුරක් පැමිණ ඇත. Catcher සහ අදාළ ව්‍යාපෘති සඳහා යුරෝපීය නවෝත්පාදන කවුන්සිලයෙන් අරමුදල් ලැබේ. එහි ප්‍රතිඵලය වන්නේ සෙන්ටිමීටර 4 (අඟල් 1.5) ප්‍රමාණයේ තුනී අළු තැටියකි. Lyubchyks ට අනුව, මෙම උපකරණවලින් එකකට සාපේක්ෂව වෝල්ට් 1.5ක් සහ මිලිඇම්ප් 10ක් ජනනය කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, එයින් 20,000ක් රෙදි සෝදන යන්ත්‍ර ප්‍රමාණයේ ඝනකයක් තුළට ගොඩ ගසා ඇති අතර, ඔවුන් පවසන පරිදි, දිනකට කිලෝවොට් පැය 10ක බලයක් ජනනය කළ හැකිය. (දළ වශයෙන් එක්සත් රාජධානියේ ගෘහයක පරිභෝජනය) ඊටත් වඩා ආකර්ෂණීය දෙය නම් ඔවුන් 2024 දී නිරූපණය සඳහා මූලාකෘතියක් සූදානම් කිරීමට සැලසුම් කරයි.
තුනී වාතයෙන් විදුලිය ජනනය කළ හැකි උපකරණයක් යථාර්ථයක් වීම වඩා හොඳ යැයි හැඟේ. නමුත් ඔක්ස්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ ඉංජිනේරු විද්‍යාව පිළිබඳ සම්මානිත මහාචාර්ය පීටර් ඩොබ්සන් UMass Amherst සහ Catcher කණ්ඩායම්වල පර්යේෂණ දෙකම අනුගමනය කරමින් සිටී. ඔහු ශුභවාදී ය.
“මම ඒ ගැන මුලින්ම ඇසූ විට, මම හිතුවා: ‘අනේ ඔව්, තවත් එකක්’ කියලා.” ඩොබ්සන් පවසයි. “ඔබට එය ඉංජිනේරුකරණය කර පරිමාණය කළ හැකි නම් සහ වායුගෝලීය ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් විසින් දූෂණය වීම වළක්වා ගත හැකි නම්, එය ක්‍රියාත්මක විය යුතුයි”
ක්ෂුද්‍රජීවී දූෂණය වැළැක්වීම පර්යන්ත දෝෂයකට වඩා “සිත්ගන්නා ඉංජිනේරු අභියෝගයක්” බව ඔහු තව දුරටත් යෝජනා කරයි. නමුත් මෙම තාක්‍ෂණය අපගේ නිවෙස් බලගැන්වීමට පෙර ජය ගැනීමට වඩා විශාල අභියෝග තිබේ.
“මෙම උපකරණ නිෂ්පාදනය කරන්නේ කෙසේද?” ලන්ඩනයේ ඉම්පීරියල් කොලේජ් හි පාරිසරික ඉංජිනේරු විද්‍යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය ඇනා කෝරේ (Anna Korre) අසයි. “අමුද්‍රව්‍ය සපයා ගැනීම, පිරිවැය ගණනය කිරීම, පාරිසරික අඩිපාර තක්සේරු කිරීම (environmental footprint) සහ ඒවා ක්‍රියාත්මක කිරීම සඳහා පරිමාණය කිරීම සඳහා කාලය සහ විශ්වාසය අවශ්‍යයි”
මෙම උපාංග දහස් ගණනක් එකට සම්බන්ධ කිරීමේ ඉතිරි අභියෝගය ජයගත් පසු, පිරිවැය සැලකිය යුතු ගැටලුවක් ලෙස පවතී.
“බලශක්තිය සඳහා වන සියලුම නව තාක්ෂණයන් හි ‘හරිත වාරිකය / Green premium’ ගැන සිතා බැලිය යුතුයි” ටෙල් අවිව් විශ්ව විද්‍යාලයේ භූ භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය කොලින් ප්‍රයිස් පවසන්නේ වැඩි හරිතාගාර වායු විමෝචනය කරන එකකට වඩා පිරිසිදු තාක්‍ෂණයක් තෝරා ගැනීමේ අමතර පිරිවැය ගැන සඳහන් කරමිනි.
“මෙම තාක්‍ෂණය සඳහා මේ මොහොතේ හරිත වාරික විශාලයි. නමුත් පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන ආයෝජන, පිරිසිදු ශක්තීන් සඳහා බදු සහන සහ අපිරිසිදු බලශක්ති මත අයකිරීම් මගින් අඩු කරනු ඇතැයි බලාපොරොත්තු වෙනවා.”
Lyubchyks ඇස්තමේන්තු කර ඇත්තේ විදුලි ජනන යන්ත්‍රයක් සඳහා එහි ජීවිත කාලය පුරාවටම විදුලිය නිපදවීමේ සාමාන්‍ය ශුද්ධ වර්තමාන පිරිවැය වන බලශක්ති පිරිවැය මුලදී ඉහළ අගයක් ගනු ඇති බවයි. නමුත් මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයට යාමෙන් එය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීමට බලාපොරොත්තු වේ. මෙම ජලවිදුලි බලය (Hygroelectric power) සූර්ය හා සුළං බලය සමඟ තරඟකාරී කරයි. එය ක්‍රියාත්මක වීමට නම් ඔවුන්ට ආයෝජන, අමුද්‍රව්‍ය සඳහා ප්‍රවේශය සහ ඒවා සැකසීමට උපකරණ අවශ්‍ය වනු ඇත.
UMass Amherst පර්යේෂකයන් න්‍යායාත්මකව සාපේක්ෂ පහසුවකින් නිපදවිය හැකි කාබනික ද්‍රව්‍ය සමඟ වැඩ කරන අතර, Catcher කණ්ඩායම ඉන්ධන සෛල පර්යේෂණ සඳහා උනන්දුවක් දක්වන ද්‍රව්‍යයක් වන සර්කෝනියම් ඔක්සයිඩ් (zirconium oxide) භාවිතයෙන් උසස් ප්‍රතිඵල ලබා ගෙන ඇත. Zirconium oxide පොහොසත් තැන්පතු ඇති ඔවුන්ගේ උපන් රට වන යුක්රේනයෙන් සැපයුමක් ස්ථාපිත කිරීමට ලියුබ්චික්ස් බලාපොරොත්තු වූ නමුත් රුසියාව දිගින් දිගටම යුක්‍රේනය ආක්‍රමණය කිරීම නිසා චීනයෙන් මිලදී ගත් සාපේක්ෂව කුඩා ප්‍රමාණයකින් වැඩ කිරීමට ඔවුන්ට බල කර ඇත.
මූලාකෘතියක් ප්‍රශස්ත කිරීමට සහ නිෂ්පාදනය වැඩි කිරීමට වසර ගණනාවක් ගත විය හැකි බව කණ්ඩායම පිළිගනී. නමුත් ඒවා සාර්ථක නම්, ප්‍රතිලාභ පැහැදිලිය. සූර්ය හෝ සුළං මෙන් නොව, Hygroelectric generators දිවා රාත්‍රී, ගෘහස්ථ හා පිටත සහ බොහෝ ස්ථානවල ක්‍රියා කළ හැකිය. කණ්ඩායම ඔවුන්ගේ උපාංගවලින් ඉදිකිරීම් ද්‍රව්‍ය නිපදවීමට පවා බලාපොරොත්තු වේ.
“මෙම ද්‍රව්‍ය භාවිතයෙන් ඔබට ගොඩනැගිල්ලක කොටස් තැනිය හැකි යැයි සිතන්න” Andriy පවසයි. “ශක්තිය මාරු කිරීමට අවශ්‍ය නැත. යටිතල පහසුකම් අවශ්‍ය නොවේ.”
ඒ සියල්ල සිහින මෙන් පෙනෙන අතර, වාතයෙන් අසීමිතව විදුලිය නිපදවීම පිළිබඳ ටෙස්ලාගේ සිහින තවමත් බොහෝ දුරින් පවතී. නමුත් යාඕ යෝජනා කරන්නේ අපට වළාකුළු සහිත අහස මගින් ශුභවාදී පදනමක් සොයා ගත හැකි බවයි.
“විශාල ශක්තියක් වාතයේ ඇති ජල අණු වල ගබඩා කර තිබෙනවා” ඔහු පවසයි. “ගිගුරුම් සහිත වැසි ඇති වන විට අපට අකුණු ආචරණය ලැබෙන්නේ එතැනිනි. මෙම වර්ගයේ ශක්තියේ පැවැත්ම ගැන සැකයක් නැහැ. ඒක අපි වද වෙන්නේ ඒවා එකතු කරන ආකාරය ගැනයි.”
