बायोमिमिक्री: नवीकरणीय ऊर्जा में प्रकृति से प्रेरित नवाचार
स्थायी ऊर्जा समाधानों के लिए प्रकृति के ज्ञान का उपयोग करना
सौर, पवन और समुद्री ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत जीवाश्म ईंधन के लिए आशाजनक विकल्प प्रदान करते हैं। हालाँकि, इन तकनीकों की दक्षता और अर्थव्यवस्था में सुधार एक जटिल चुनौती बनी हुई है। एक अभिनव दृष्टिकोण जो लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है वह है बायोमिमिक्री, मानवीय समस्याओं को हल करने के लिए प्रकृति के डिजाइन की नकल करने का अभ्यास।
सौर ऊर्जा: सूरजमुखी और स्वर्णिम अनुपात से प्रेरणा
सौर ऊर्जा के क्षेत्र में, शोधकर्ता सूरजमुखी के फूलों में पंखुड़ियों की सर्पिल व्यवस्था से प्रेरणा ले रहे हैं। फ़र्माट सर्पिल के रूप में जाना जाने वाला यह पैटर्न, केंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्रों में हेलियोस्टैट्स (सूर्य को ट्रैक करने वाले दर्पण) की नियुक्ति को अनुकूलित करता है। इस व्यवस्था की नकल करके, इंजीनियर दक्षता बढ़ा सकते हैं और इन संयंत्रों के पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकते हैं।
इसके अतिरिक्त, वैज्ञानिकों ने पाया है कि प्रत्येक हेलियोस्टेट को उसके पड़ोसी के सापेक्ष 137.5 डिग्री के “स्वर्णिम कोण” पर कोणित करने से सौर विकिरण की रुकावट और हानि कम हो जाती है। प्राकृतिक दुनिया से प्रेरित यह अंतर्दृष्टि केंद्रित सौर ऊर्जा प्रणालियों के प्रदर्शन को और बढ़ाती है।
पवन ऊर्जा: मछली स्कूली शिक्षा पैटर्न से सीखना
पारंपरिक पवन फार्म क्षैतिज अक्ष पवन टर्बाइन का उपयोग करते हैं जो हवा के समकोण पर घूमते हैं। हालाँकि, पड़ोसी टर्बाइनों से हस्तक्षेप से बचने के लिए इन टर्बाइनों को महत्वपूर्ण दूरी पर तैनात करने की आवश्यकता होती है। बायोमिमिक्री मछली स्कूली शिक्षा पैटर्न से प्रेरित, ऊर्ध्वाधर अक्ष पवन टर्बाइनों के रूप में एक समाधान प्रदान करता है।
तैरती हुई मछलियाँ पानी के गति पैटर्न बनाती हैं जो पवन टरबाइनों के पीछे उत्पन्न एयरफ़्लो से मिलती-जुलती होती हैं। पड़ोसी मछलियों में बाधा डालने के बजाय, ये पैटर्न उन्हें अपनी तैराकी गति को बढ़ाने और समन्वय करने की अनुमति देते हैं। स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में डैबिरी की टीम ने इस सिद्धांत को लागू करते हुए पवन फार्म लेआउट तैयार किए हैं जो ऊर्जा संग्रह को अनुकूलित करते हैं। ऊर्ध्वाधर-अक्ष टर्बाइनों को निकटता में रखकर और उनकी घूर्णन दिशाओं को कंपित करके, उन्होंने पारंपरिक क्षैतिज अक्ष टरबाइन खेतों की तुलना में प्रति यूनिट क्षेत्र में बिजली उत्पादन में दस गुना वृद्धि हासिल की है।
समुद्री ऊर्जा: ज्वार और लहरों की शक्ति का दोहन
समुद्र की ऊर्जा की विशाल क्षमता अभी भी काफी हद तक अप्रयुक्त बनी हुई है। विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय की जेनिफर फ्रैंक ने कीड़े, पक्षियों और चमगादड़ों की फड़फड़ाती उड़ान से प्रेरित “ऑसिलेटिंग हाइड्रोफॉयल” विकसित किए हैं। ये उपकरण इन जानवरों की ऊपर उठने और डूबने की गतियों की नकल करके ज्वार से ऊर्जा निकालते हैं। फ्रैंक के शोध से पता चलता है कि यह बायोमिमेटिक डिज़ाइन पर्यावरण के अनुकूल है और इसे व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए बढ़ाया जा सकता है।
कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के रेजा आलम ने एक और अप्रत्याशित प्रेरणा स्रोत की ओर रुख किया है: मिट्टी। उन्होंने देखा कि मिट्टी समुद्र की लहरों से महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा अवशोषित कर सकती है, पानी को शांत कर सकती है और समुद्री जीवन के लिए अनुकूल वातावरण बना सकती है। आलम की टीम ने एक कृत्रिम समुद्री तल कालीन तैयार किया है जो इस ऊर्जा-अवशोषित व्यवहार की नकल करता है, जो संभावित रूप से नई समुद्री ऊर्जा प्रणालियों का मार्ग प्रशस्त कर रहा है।
जैव-प्रेरित नवीकरणीय ऊर्जा में चुनौतियाँ और अवसर
हालांकि नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने के लिए बायोमिमिक्री बहुत आशाजनक है, इसके व्यावसायीकरण को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है। समुद्री ऊर्जा उपकरणों के लिए मानकीकृत परीक्षण सुविधाओं की कमी और हार्डवेयर विकास से जुड़ी उच्च लागत महत्वपूर्ण बाधाएं हैं। इसके अतिरिक्त, कठोर वातावरण में जीवित रहने की क्षमता और पर्यावरणीय प्रभाव किसी भी स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकी के लिए महत्वपूर्ण विचार बने हुए हैं।
इन चुनौतियों के बावजूद, जैव-प्रेरित नवीकरणीय ऊर्जा के संभावित लाभ आकर्षक हैं। प्रकृति के ज्ञान का उपयोग करके, हम भविष्य के लिए अधिक कुशल, किफायती और पर्यावरण की दृष्टि से टिकाऊ ऊर्जा समाधान विकसित कर सकते हैं।
