ഉന്നതശേഷിയുളള സൂപ്പർകപ്പാസിറ്റർ നിർമാണത്തിൽ നിർണായക നേട്ടവുമായി ശ്രീനിവാസ രാമാനുജൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ബേസിക് സയൻസസ്

കടുത്തുരുത്തി: വൈദ്യുതവാഹനമേഖലയിലടക്കം നിർണായകമാറ്റങ്ങൾ കൊണ്ടുവരാൻ വഴിയൊരുക്കുന്ന ഗവേഷണസംരംഭങ്ങൾക്കു ചുക്കാൻ പിടിച്ച് പാമ്പാടി ശ്രീനിവാസ രാമാനുജൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ബേസിക് സയൻസസ് (എസ്.ആർ.ഐ.ബി.എസ്). ടൈറ്റാനിയം ഡയോക്‌സൈഡ് നാനോട്യൂബ് ഇലക്‌ട്രോഡുകൾ ഉപയോഗിച്ച് താപനില നിയന്ത്രിത വാട്ടർ ബാത്ത് അനോഡൈസേഷൻ രീതിവഴി (temperature controlled water bath anodization technique) ഉയർന്ന ശേഷിയുള്ള സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ നിർമിക്കാനാകുമെന്ന് എസ്.ആർ.ഐ.ബി.എസിലെ എമിറേറ്റ്‌സ് സയന്റിസ്റ്റ് ഡോ. റേച്ചൽ റീന ഫിലിപ്പിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷണത്തിൽ കണ്ടെത്തി. പ്രോജക്ട് ഫെലോ ആർദ്ര അജിത്തുമായി ചേർന്നുള്ള ഈ ഗവേഷണഫലം നിലവിൽ പേറ്റന്റ് ലഭിക്കാനായി സമർപ്പിച്ചിരിക്കുകയാണ്.

 ബാറ്ററികൾ പോലെ ഊർജസംഭരണ ഉപകരണങ്ങളാണ് സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ. പെയിന്റ്, ടൂത്ത്‌പേസ്റ്റ്, സൗന്ദര്യവർധകവസ്തുക്കൾ, ഭക്ഷ്യനിറങ്ങൾ എന്നിവയിലൊക്കെ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രകൃതിദത്തസംയുക്തമായ ടൈറ്റാനിയം ഡയോക്‌സൈഡിനു അർധചാലക(semiconducting) സ്വഭാവമുണ്ട്. ഈ സവിശേഷത സോളാർസെല്ലുകൾ, സെൻസറുകൾ, ബാറ്ററികൾ, സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. ഗവേഷണലാബുകളിൽ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ അനോഡൈസേഷൻ വഴി രൂപം കൊടുക്കുന്ന ടൈറ്റാനിയം ഡയോക്‌സൈഡ് നാനോട്യൂബുകൾക്ക് ഉയർന്ന ഉപരിതല വിസ്തീർണവും പൊള്ളയായ ഘടനയുമാണുള്ളത്. ഇത് സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ, ബാറ്ററികൾ എന്നിവയുടെ ശേഷി ഗണ്യമായി ഉയർത്തും.

 ടൈറ്റാനിയം ഡയോക്‌സൈഡ് ഇലക്ട്രോഡ് ഉള്ള സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകളിൽ 1000 W/kg-നു നു മുകളിൽ ഉയർന്ന പവർ സാന്ദ്രത ലഭിക്കുന്ന വേഗതയേറിയ ചാർജിംഗ്/ഡിസ്ചാർജിംഗ് സാധ്യമാണ്. എന്നാൽ ഊർജ്ജസാന്ദ്രത 100 Wh/kg- ൽ കുറവാണ്. ഒരുപകരണം എത്ര വേഗത്തിൽ ഊർജം പുറത്തിവിടും എന്നതാണ് പവർ സാന്ദ്രത(പവർ ഡെൻസിറ്റി). ഒരുപകരണത്തിന് എത്ര ഊർജം ശേഖരിക്കാൻ പറ്റും എന്നതാണ് ഊർജസാന്ദ്രത(എനർജി ഡെൻസിറ്റി)

 നൂതനമായ താപനില-നിയന്ത്രിതവാട്ടർ ബാത്ത് അനോഡൈസേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ വഴി ബ്രൂക്കൈറ്റ്-ടൈറ്റാനിയം ഡയോക്‌സൈഡ്(ബി) എന്ന മിശ്രിതഘട്ടം രൂപപ്പെടുത്തി പവർസാന്ദ്രതയിൽ വിട്ടുവീഴ്ചയില്ലാതെ 100 Wh/kg ക്കു മുകളിൽ ഊർജസാന്ദ്രത നേടാനായത് ഡോ. റേച്ചലിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷണത്തിൽ നേട്ടമായി. ഇനി വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളുടെ വിജയമാണ് ഉറപ്പാക്കേണ്ടത്. കേരള ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക പരിസ്ഥിതി കൗൺസിലിന്റെ (കെ.എസ്.സി.എസ്.ടി.ഇ.) സാർഡ് പദ്ധതിയുടെ കീഴിലുള്ള ആലുവ യു.സി. കോളജിലെ ഇലക്‌ട്രോ കെമിക്കൽ വർക്ക് സ്‌റ്റേഷനിലാണ് നിലവിൽ ലാബ് പ്രവൃത്തികൾ നടക്കുന്നത്.  

 സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ, ഹൈബ്രിഡ് സിസ്റ്റങ്ങൾ എന്നിവയ്‌ക്കൊപ്പം പ്രതിരോധ, എയ്‌റോ സ്‌പേസ് വ്യവസായങ്ങൾ, പോർട്ടബിൾ സൈനിക ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്കായി ഭാരംകുറഞ്ഞ, ഒതുക്കമുള്ള, ഉയർന്ന പവർ ഊർജസംഭരണസംവിധാനങ്ങൾക്കായും ഈ ഗവേഷണഫലം പ്രയോജനപ്പെടുത്താനാകും.

 സംസ്ഥാന ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക പരിസ്ഥിതി കൗൺസിലിനു കീഴിലുള്ള എസ്.ആർ.ഐ.ബി.എസ് ഭൗതികശാസ്ത്രം, രസതന്ത്രം, ജീവശാസ്ത്രം, ഗണിത

ശാസ്ത്രം, കംപ്യൂട്ടേഷണൽ സയൻസസ് തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ നവീന ആശയങ്ങളെ പരിപോഷിപ്പിക്കുന്നതിനായി സ്ഥാപിച്ചതാണ്. കോട്ടയം പാമ്പാടി എട്ടാംമൈലിലുള്ള ഈ സ്ഥാപനം കുറഞ്ഞകാലം കൊണ്ടുതന്നെ രാജ്യത്തിനകത്തും പുറത്തുമുള്ള ഉന്നത ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങളുമായി സഹകരണം കൊണ്ടു ശ്രദ്ധേയമാണ്. മുതിർന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനും കോട്ടയം കാഞ്ഞിരപ്പളളി സ്വദേശിയുമായ ഡയറക്ടർ ഡോ. സി.എച്ച്. സുരേഷാണ് നിലവിൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിനെ നയിക്കുന്നത്. 100 കോടി രൂപ മുടക്കി സ്ഥാപിക്കുന്ന സൂപ്പർകമ്പ്യൂട്ടിങ് സെന്ററാണ് നിലവിൽ നടക്കുന്ന പ്രധാനവികസനപദ്ധതികളിലൊന്ന്. സൂപ്പർകമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സെന്ററിന്റെ പ്രാരംഭപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കു 2025-26 വർഷത്തെ സംസ്ഥാന ബജറ്റിൽ 10 കോടി രൂപ അനുവദിച്ചിട്ടുണ്ട്.