21 ستمبر 2026- سمندری قابل تجدید توانائی کے لیے ایک اہم پیش رفت میں، چین اور سوئٹزرلینڈ کے محققین نے کامیابی سے پیرووسکائٹ شمسی خلیات کا مظاہرہ کیا ہے جو سمندر کی سطح سے 10 میٹر نیچے کام کرنے کے قابل ہیں، جو پانی کے اندر لیتھیم آئن بیٹریوں کو چارج کرنے کے لیے کافی بجلی پیدا کرتے ہیں۔ نتائج، 11 ستمبر کو سیل پریس جریدے میں شائع ہوئے۔جول، عملی ایپلی کیشنز سے متعلقہ گہرائی میں زیر آب شمسی خلیوں کی پہلی فعال توثیق کی نمائندگی کرتا ہے۔
اتلی پانیوں سے آگے
کئی سالوں سے، شمسی توانائی کو شمسی خلیوں اور متعلقہ ٹیکنالوجیز کے حوالے سے ساحل پر استعمال کیا جا رہا ہے، لیکن پانی کے اندر شمسی توانائی کو جمع کرنا بہت پیچیدہ ہے۔ روشنی پانی میں بہت تیز رفتار سے کمزور ہو جاتی ہے، اور روشنی کے مختلف رنگ پانی کے اندر نمودار ہوتے ہیں۔ پانی کے اندر شمسی توانائی سے متعلق پچھلے ٹیسٹ زیادہ سے زیادہ دو میٹر کی گہرائی تک کیے گئے تھے، جو کہ حقیقی استعمال کے لحاظ سے حقیقت پسند بننے سے ابھی بہت دور ہے۔
چین کے کنمنگ میں یوننان یونیورسٹی اور ساؤتھ ویسٹ یونائیٹڈ گریجویٹ اسکول کے وین ہوا ژانگ نے کہا، "پانی کے اندر شمسی خلیوں کے بارے میں بہت کم مطالعات کی اطلاع دی گئی ہے، اور ان سب کی توجہ صرف دو میٹر یا اس سے کم پانی کی گہرائی پر مرکوز ہے۔" "یہ کام تقریباً 10 میٹر تک پانی کی گہرائی میں عملی طور پر کام کرنے والے زیر آب شمسی خلیوں کی پہلی فعال توثیق پیش کرتا ہے، جس سے ان کے اطلاق کے دائرہ کار کو وسیع کیا جاتا ہے۔"
تحقیقی ٹیم، جس میں سوئس فیڈرل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی لوزان (EPFL) کے محققین بھی شامل تھے، نے وسیع بینڈ گیپ پیرووسکائٹ سولر سیلز پر مرکوز مواد اور ڈیوائس کی حکمت عملی کے ذریعے چیلنج سے نمٹا۔
وائڈ بینڈ گیپ پیرووسکائٹس: پانی کے اندر روشنی کے لیے ٹیوننگ
محققین نے تقریباً 1.96 eV کے بینڈ گیپ کے ساتھ لیڈ ہیلائیڈ پیرووسکائٹس کا استعمال کیا، خاص طور پر نیلے سے نارنجی روشنی کے اسپیکٹرم کو جذب کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جو 5 سے 10 میٹر کی گہرائی میں حاوی ہے۔ ایک اہم جدت پولی ہیکسامیتھیلین گوانیڈائن ہائیڈروکلورائڈ (PHMG) کو کرسٹلائزیشن ایڈیٹیو کے طور پر متعارف کرانا تھا۔ یہ ایڈیٹیو پیرووسکائٹ مواد کے اندر توانائی کی سطح کو ماڈیول کرتا ہے، ہالائیڈ آئن کی منتقلی کو دباتا ہے، خرابی کی کثافت کو کم کرتا ہے، اور پانی کے اندر پائیدار آپریشن کے لیے جالی کے استحکام کے اہم عوامل کو بڑھاتا ہے۔
ڈوبے ہوئے حالات میں ڈیوائس کی کارکردگی کا درست اندازہ لگانے کے لیے، ٹیم نے مختلف گہرائیوں پر پانی کے اندر روشنی کی نقل کرنے کے لیے موزوں آپٹیکل فلٹرز سے لیس ایک حسب ضرورت لیبارٹری سسٹم تیار کیا۔
متاثر کن کارکردگی میٹرکس
نتائج حیران کن رہے ہیں۔ مصنوعی 10 میٹر گہری روشنی کے تحت، زیر آب پیرووسکائٹ سولر سیلز نے 34.71 فیصد کی پاور کنورژن کارکردگی حاصل کی۔ معیاری AM 1.5G شمسی الیومینیشن کے تحت، خلیات 17.08% کی کارکردگی تک پہنچ گئے، بہترین آلات 16.79% پر تصدیق شدہ ہیں۔
استحکام کی جانچ کے نتائج بھی اتنے ہی پر امید تھے۔ یہ پایا گیا کہ نائٹروجن سے بھرے دستانے میں 300 دنوں تک کمرے کے درجہ حرارت پر رکھے گئے سولر پینل اپنی ابتدائی کارکردگی کا تقریباً 96 فیصد برقرار رکھتے ہیں۔ اس کے علاوہ، نقلی حالات میں 1,160 گھنٹے کام کرنے کے بعد کوئی سڑ نہیں پایا گیا جو 10 میٹر کی گہرائی میں صورت حال کی نقل کرتا ہے۔ مزید برآں، تیز رفتار عمر رسیدہ ٹیسٹوں کے ذریعے T80 کی زندگی کا تخمینہ 48,094 گھنٹے (یا تقریباً 5.49 سال) ایک مصنوعی زیر آب ماحول میں 25 ڈگری پر لگایا گیا تھا۔
لیبارٹری سے بحیرہ جنوبی چین تک
ٹیم لیبارٹری کی توثیق سے فیلڈ اسٹڈیز میں منتقل ہوگئی۔ انہوں نے بڑے رقبے کے پیرووسکائٹ فوٹو وولٹک ماڈیول تیار کیے اور انہیں پانی کے اندر روبوٹکس میں ضم کیا۔ ان سسٹمز کو بحیرہ جنوبی چین میں ویزہاؤ جزائر کے پانیوں میں 2، 6 اور 10 میٹر پر تجربہ کیا گیا۔
فیلڈ میں حاصل کردہ نتائج نے اعلی درستگی کے ساتھ لیبارٹری مطالعات سے ان کی تصدیق کی۔ گہرائیوں نے 2 گھنٹے کے ٹائم فریم کے لئے 2 میٹر پر 1,416 mWh کی بجلی حاصل کرنا ممکن بنایا۔ 6 میٹر پر یہ تعداد 752 mWh تک گر گئی، اور مزید 10 میٹر کے فاصلے پر 324 mWh تک - لیتھیم آئن بیٹریوں اور پاور LEDs کو چارج کرنے کے لیے کافی ہے۔
ژانگ نے کہا، "جس چیز نے ہمیں سب سے زیادہ حیران کیا وہ اتنی زیادہ برقی توانائی تھی کہ ہمارے بڑے رقبے کے ماڈیولز نے حقیقی دنیا کے حالات میں 10 میٹر پانی کی گہرائی میں صرف دو گھنٹے کے لیے پیدا کیا۔" "مزید برآں، ہم نے چھوٹے ایریا کے لیبارٹری سیلز سے لے کر بڑے سائز کے ماڈیولز تک اسکیلنگ حاصل کر لی ہے۔ لیبارٹری کی تحقیقات اور اندرونِ فیلڈ تجربات کا امتزاج پانی کے اندر فوٹو وولٹک کے آپریشن کے لیے مضبوط ثبوت فراہم کرتا ہے۔"
سیلف سسٹینڈ میرین انرجی کی طرف ایک راستہ
یہ دریافت مختلف علاقوں میں بڑے نتائج مرتب کرتی ہے۔ پانی میں ڈوبے ہوئے شمسی خلیے پانی میں ڈوبے ہوئے اوزاروں کے لیے آزاد توانائی کا ذریعہ ہو سکتے ہیں جو آبی زراعت، مواصلاتی نظام، خود مختار زیر آب جہازوں اور کیمروں کی نگرانی کے ذمہ دار ہیں۔ ژانگ کے مطابق، زیر آب شمسی آلات آبدوزوں اور خود مختار پانی کے اندر چلنے والی گاڑیوں کو اب سے کہیں زیادہ طویل فاصلے اور دیرپا مشن حاصل کرنے کی اجازت دے سکتے ہیں۔
اس مطالعہ کی حمایت یوننان صوبے کے یونلنگ اسکالر اور چین کی نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن نے کی۔ ژانگ کی ٹیم پانی کی گہرائیوں میں پیرووسکائٹ سولر سیلز کی جانچ جاری رکھنے، زیر آب فوٹو وولٹکس کی آپریشنل حدود کی چھان بین، اور اس ابھرتے ہوئے فیلڈ کے لیے معیاری ٹیسٹنگ پروٹوکول قائم کرنے کا ارادہ رکھتی ہے۔
یہ دیکھ کر کہ سیارے کی سطح کا 70 فیصد سے زیادہ حصہ پانی سے بنا ہوا ہے، سمندر کے نیچے چھپی ہوئی شمسی توانائی کو نکالنے سے سبز توانائی کی پیداوار کا ایک بہت بڑا غیر متوقع راستہ کھل جاتا ہے۔ بہر حال، بقیہ مسائل جیسے کہ بائیو فولنگ اور سمندری ماحولیات پر طویل مدتی اثرات ابھی حل ہونا باقی ہیں، لیکن 10 میٹر پر پانی کے اندر موجود شمسی خلیوں کا کامیاب مظاہرہ خود کفیل سمندری توانائی کے نظام کی تخلیق کی جانب ایک ناقابل یقین حد تک اہم سنگ میل ہے۔
