শক্তি সংরক্ষণ করতে সক্ষম কংক্রিট তৈরির চেষ্টা: গবেষণা

বাড়ির দেয়াল দিয়ে মোবাইল চার্জ করা গেলে কেমন হয়? এমআইটির গবেষকরা এমনই চেষ্টা করছেন। তারা কংক্রিটের এমন ব্লক তৈরির চেষ্টা করছেন, যা দিয়ে বাড়ি তৈরি করলে সেই বাড়ির দেয়াল দিয়ে বিভিন্ন ডিভাইস চার্জ করা সম্ভব হতে পারে!

ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি বা এমআইটির এই গবেষণা দলের প্রধান ফ্রানৎস-ইওসেফ উলম। তিনি বলেন, ‘‘কংক্রিটে শক্তি সঞ্চয় করার কথা কি ভাবতে পারেন? আমরা ঠিক সেটিই করার চেষ্টা করছি - কার্বন ব্ল্যাক দিয়ে কংক্রিটকে ‘ডোপিং’ করে। আমরা বিশ্বের প্রাচীনতম উপকরণগুলোর একটি সিমেন্ট এবং পানির সঙ্গে ন্যানো প্রযুক্তির সংযোগ ঘটাচ্ছি যাতে আমরা কংক্রিটে শক্তি সঞ্চয় করতে পারি।’’

তুলনামূলকভাবে সাধারণ এই মিশ্রণটি হলো ‘ডোপড’ কংক্রিট। শক্ত হওয়ার পর এটি নির্মাণ সামগ্রী হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যার মধ্যে একটি লুকানো শক্তিও থাকে। কারণ, কার্বন ব্ল্যাক কংক্রিটকে ‘সুপার-ক্যাপাসিটরে’ পরিণত করে। সে কারণে এই কংক্রিট সেলফোন, ল্যাপটপ এবং অন্যান্য ডিভাইসে থাকা ছোট ক্যাপাসিটরের মতো একই কাজ করতে পারে, সেটি হলো চার্জ করা।

উলম জানান, ‘‘এটি ঠিক একই প্রযুক্তি যেটি গাড়ি, ইলেক্ট্রিক গাড়ির জন্য সুপার-ক্যাপাসিটর, বা শিল্প কারখানায় এনার্জি বাফার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। তবে একটি পার্থক্য আছে: আমরা যে উপকরণগুলো ব্যবহার করছি তা সবাই সহজে পেতে পারেন।’’

বেছে নেওয়া হয়েছে সিমেন্ট ও উচ্চ পরিবাহী কার্বন ব্ল্যাক

এই কাজের জন্য উলম ও তার দল সিমেন্ট এবং উচ্চ পরিবাহী কার্বন ব্ল্যাক বেছে নিয়েছে। এভাবে যা তৈরি হয় তাকে বলে কার্বন-সিমেন্ট সুপার-ক্যাপাসিটর। এটি খুব দ্রুত শক্তি শোষণ করে, সংরক্ষণ করে এবং তারপর আবার ছেড়ে দেয়৷

উলম বলেন, ‘‘এটি রসায়নের সূত্র মেনে কাজ করে৷ আমরা সিমেন্ট ব্যবহার করি, আর সবাই জানেন যে, সিমেন্ট জল পছন্দ করে৷ তাই আমরা কংক্রিট তৈরিতে সিমেন্ট ব্যবহার করি৷ কিন্তু আরেকটি যে উপকরণ আমরা ব্যবহার করি তা হলো কার্বন ব্ল্যাক, যেটি জল পছন্দ করে না৷ বরং এটি হাইড্রোফোবিক৷ এই দুই উপকরণ একসঙ্গে মেশালে কংক্রিট ব্লকের মধ্য দিয়ে বিশাল এক তারের কাঠামো তৈরি হয়, যা বিদ্যুৎ সঞ্চালন করতে পারে।’’ সে কারণে এই ব্লক দিয়ে নতুন এক কাজ করা সম্ভব! এটি তুলনামূলকভাবে সস্তা, সর্বত্র পাওয়া যায়। 

পরিবেশের জন্য ক্ষতিকর কংক্রিট, এনার্জি ট্রানজিশনে অবদান রাখবে?

পরিবেশের জন্য ক্ষতিকর কংক্রিট কি আসলে ক্লিন এনার্জি সংরক্ষণকরে এনার্জি ট্রানজিশনে অবদান রাখতে পারবে? এখন পর্যন্ত ছোট পরিসরে পরীক্ষা চলছে। উলমের দল ২৪টি কংক্রিট ব্লক তৈরি করে স্তূপ করে রেখেছে, যেখানে ১২ ভোল্ট সঞ্চিত আছে।

উলম জানান, ‘‘আপনি চাইলে কংক্রিট ব্লকের সংখ্যা বাড়াতে পারেন। ২৪টির পরিবর্তে ৩৬টি ব্লক দিলে আপনার ১৮ ভোল্ট হবে। আর যদি ৪৮০টি ব্লক দেন তাহলে ২৪০ ভোল্ট থাকবে৷ অর্থাৎ আপনি যতগুলো চান তত ব্লকের স্তূপ তৈরি করতে পারবেন।’’

উলমের হিসেবে প্রায় ৪৫ ঘনমিটার কংক্রিট ব্লক দিয়ে একটি গড় পরিবারের দৈনিক বিদ্যুৎ চাহিদা মেটানো সম্ভব হতে পারে। বাড়িতে ব্যবহার উপযোগী কার্বন-সিমেন্ট সুপারক্যাপাসিটর তৈরি হতে আরও অনেকদিন লাগবে। তবে তিনি জানান, ইতোমধ্যে একটি কাজে এমন ব্লক ব্যবহারের চেষ্টা চলছে- গরম করা যায় এমন পায়ে হাঁটার পথ।

তার কথায়, ‘‘জাপানের একটি শহর কর্তৃপক্ষের জন্য আমরা এমন একটি প্রকল্প করছি। শহরটির নাম সাপ্পোরো। রাস্তা থেকে তুষার সরাতে শহরটি বছরে লাখ লাখ ডলার ব্যয় করে। তাই আমাদের প্রথম প্রকল্প হলো সাপ্পোরোর ফুটপাত উন্নত করার জন্য এই উপাদান ব্যবহার করা।’’

গরম করা যায় এমন পায়ে হাঁটার পথ! উলম অনুমান করছেন, চার থেকে দশ শতাংশ কার্বন ব্ল্যাক আছে এমন ‘ডোপড’ কংক্রিটের দাম সাধারণ কংক্রিটের চেয়ে প্রায় ৫০ শতাংশ বেশি হতে পারে।

উলম এবং তার দল এখন একটি প্রতিযোগিতার পরিকল্পনা করছেন, যেখানে সারা বিশ্বের বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীরা সুপারপাওয়ার কংক্রিট দিয়ে কী কী কাজ করা যেতে পারে তা বের করবেন।