सेंटर फॉर नैनोमटेरियल्‍स (सीएनएम)

सिंहावलोकन

एआरसीआई ने 'मेक इन इंडिया' पहल के तहत स्वदेशीकरण के उद्देश्यों के साथ थर्मल इंसुलेशन एप्लिकेशन के लिए विश्व स्तरीय उत्पाद विकास, "सिलिका एयरजेल फ्लेक्सिबल शीट्स" शुरू किया है। सिलिका एयरजेल एक अल्ट्रा-लो डेंसिटी नैनोपोरस सामग्री है जो क्रायो से उच्च तक के तापमान की विस्तृत श्रृंखला में अपनी सर्वश्रेष्ठ थर्मल इन्सुलेशन संपत्ति के लिए जानी जाती है। एरोगल्स के सभी संभावित लाभों के बावजूद, इसकी नाजुक प्रकृति के कारण इसका व्यावसायिक उपयोग प्रतिबंधित था। फाइबर-एरोजेल सम्मिश्र से बना एआरसीआई का उत्पाद यंत्रवत् रूप से मजबूत और लचीला बनाकर इस सीमा को पार करता है। इस उत्पाद में सिलिका एयरजेल में इन्फ्रा-रेड रेडिएशन रिफ्लेक्शन का एक विशेष गुण है जो उच्च तापमान पर थर्मल कंडक्शन द्वारा विकिरण को कम करने में मदद करता है।

मुख्य विशेषताएं

• मोटाई: 5 - 25 मिमी
• थर्मल स्थिरता: - 50to 800 oC
• तापीय चालकता: RT पर 0.04W/mK (क्षणिक विमान विधि)
• घनत्व : 0.2 ग्राम/सीसी
• अच्छी यांत्रिक शक्ति: ~ 80 एन बल और 5 मिमी की लम्बाई ले सकती है
• पीएच में तटस्थ (पीएच 7 से गुजरने वाले जल वाष्प) गैर-संक्षारक
• हाइड्रोफोबिक; यदि 5 घंटे तक पानी में रखा जाए तो चादर में <1% पानी रह जाता है
• सांस

संभावित अनुप्रयोग

• जैसे क्षेत्रों में थर्मल इन्सुलेशन
• औद्योगिक जैसे बिजली संयंत्र, तेल और गैस उद्योग
• वास्तु
• ऑटोमोटिव
• रक्षा और एयरोस्पेस
• हीट / कोल्ड स्टोरेज

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• एयरजेल शीट का उत्पादन 300 x 3000 मिमी आकार तक बढ़ाया गया
• आदर्श इन्सुलेशन सामग्री के लिए सभी विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए तैयार किया गया
• व्यावसायीकरण के लिए एक भारतीय उद्योग को प्रौद्योगिकी हस्तांतरित की गई

Photo of Aerogel Flexible Sheet Roll

Fire Protection Property of aerogel sheet

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• भारतीय पेटेंट संख्या 305898: बढ़ी हुई दक्षता के साथ सिलिका एयरजेल थर्मल इंसुलेशन उत्पाद के उत्पादन के लिए एक बेहतर प्रक्रिया, नेहा हेबलकर,
• रूस, संयुक्त अरब अमीरात, दक्षिण अफ्रीका, संयुक्त राज्य अमेरिका, मलेशिया, जापान, चीन, मैक्सिको, ब्राजील, इंडोनेशिया में दायर अंतर्राष्ट्रीय पेटेंट

सिंहावलोकन

अल्ट्राफाइन एल्युमिनियम पाउडर (यूएफएपी) का उपयोग आमतौर पर रॉकेट प्रोपेलेंट एडिटिव्स, थर्माइट मिश्रण, पेंट और हाइड्रोजन उत्पादन आदि जैसे विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, क्योंकि इसकी कम इग्निशन देरी और तापमान इस प्रकार कणों के पूर्ण दहन की ओर ले जाता है। यद्यपि UFAP को कई तकनीकों द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, रेडियो फ्रीक्वेंसी इंडक्शन प्लाज़्मा (RFIP) अन्य तकनीकों की तुलना में निहित लाभ प्रदान करता है। पाउडर की शुद्धता सुनिश्चित की जाती है क्योंकि RFIP सेटअप में कोई इलेक्ट्रोड नहीं होता है। सामग्री और इसकी फ़ीड दर के आधार पर उत्पादकता भी काफी अधिक ~ 0.5-1 किग्रा/घंटा है। पूर्ववर्ती पाउडर एक वाहक गैस द्वारा ले जाया जाता है इंजेक्शन जांच के माध्यम से गुजरता है और प्लाज्मा कक्ष में पहुंचा दिया जाता है। प्लाज्मा कक्ष से बाहर आने के बाद वाष्पीकृत अग्रगामी को कठोर शमन के अधीन किया जाता ह

मुख्य विशेषताएं

• अल्ट्रा फाइन अल जलने की दर बढ़ाता है; ठोस या तरल प्रणोदक के लिए आवश्यक
• आयात प्रतिबंध
• एआरसीआई के पास किलो स्तर में अल नैनो पाउडर बनाने की क्षमता है
• कण आकार और उसके वितरण को अनुकूलित करने की क्षमता
• धात्विक एल्यूमीनियम सामग्री 90% तक
• माइक्रोन आकार के अल पाउडर की तुलना में मुख्य रूप से एक एक्ज़ोथिर्मिक शिखर प्रदर्शित करता है

संभावित अनुप्रयोग

• ठोस और साथ ही तरल प्रणोदक दोनों के लिए प्रणोदक योगज
• सिंटरिंग एडिटिव्स
• कोटिंग अनुप्रयोगों
• थर्माइट वेल्डिंग अनुप्रयोग
• हाइड्रोजन पीढ़ी

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• किलो स्तरों पर पाउडर के संश्लेषण का प्रदर्शन किया गया
• फील्ड परीक्षण के लिए एक किलो पाउडर एसएफ कॉम्प्लेक्स, जगदलपुर, डीआरडीओ को दिया गया

SEM morphology of ultra fine Al powder

Thermal characteristics of ultra fine Al powder in comparison with micron sized powder

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• पी.साई कार्तिक, एसबी चंद्रशेखर, डी. चक्रवर्ती, पीवीवी श्रीनिवास, वीएसके। चक्रवधनुला, टीएन राव, प्रोपेलेंट ग्रेड अल्ट्राफाइन एल्युमिनियम बाय आरएफ इंडक्शन प्लाज्मा, एडवांस्ड पाउडर टेक्नोलॉजी, 29, 804-12, 2018

सिंहावलोकन

7% सोलर से हाइड्रोजन (STH) अनुपात प्राप्त करने के लिए सौर फोटॉन अवशोषण और लंबी स्थिरता (>1000hrs) के साथ फोटोइलेक्ट्रॉनिक इलेक्ट्रोड विकसित किए जा रहे हैं। कुशल फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं (पीईसी) के विकास के लिए नैनोसंरचित सेमीकंडक्टर्स/चाल्कोजेनाइड्स और कंपोजिट (सीडीएस, सीडीएसई, गा-इन फॉस्फाइड) पर विचार किया जा रहा है। स्थिर फोटोइलेक्ट्रोड विकसित करने या ज्ञात प्रणालियों के जीवन में सुधार करने की आवश्यकता है (Fe2O3, II-VI मेटल चॉकोजेनाइड CdS, CdZnS के रूप में)। सीडीएस/सीआईजीएस/एसआई कुशल प्रणालियां हैं जिन्हें टिकाऊ प्रदर्शन के लिए नैनोस्ट्रक्चरिंग द्वारा संशोधित करने की आवश्यकता है। यह नैनो- (Ti/Ni ऑक्साइड) और नैनो-MoS2 आधारित प्रणालियों के लिए सबसे उपयुक्त है।

मुख्य विशेषताएं

• बड़े इलेक्ट्रोड फिल्म जमाव के लिए पायरोलिसिस और सरल समाधान प्रक्रिया का छिड़काव करें
• उच्च सौर अवशोषण और बेहतर स्थिरता
• स्केलेबल निर्माण प्रक्रिया

संभावित अनुप्रयोग

• सौर पीईसी एच2 जनरेटर, खाना पकाने, काटने, वेल्डिंग के लिए ईंधन
• अवशोषक, फोटो-क्रोमिक डिस्प्ले, एलईडी, सौर सेल के लिए ऑप्टिकल सामग्री
• प्रयोग करने योग्य ईंधन में CO2 रूपांतरण
• सौर प्रकाश के तहत प्रदूषक हटाने, जल शोधन,
• पेट्रोलियम उद्योग

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रदर्शन प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य है
• सिम्युलेटेड परिस्थितियों में सतत प्रदर्शन
• स्थिर प्रदर्शन करने वाले इलेक्ट्रोड के लिए > 3% का STH

Simple method to obtain electrodes with improved chemical stability

Performance characteristic Nano-modified electrodes

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• बोर्से, पीएच, et.al. फोटोइलेक्ट्रॉनिक सेल, थिन सॉलिड फिल्म्स 2018 के लिए पॉलीमर मॉडिफाइड सीडीएस फोटोएनोड्स के संचालन का प्रभावी फैब्रिकेशन; 661(1), 84-91
• बोर्से, पीएच, et.al. अल्ट्राथिन MoS2-MoO3 नैनोशीट्स ने फोटोइलेक्ट्रॉनिक (PEC) सेल्स में प्रभावी चार्ज ट्रांसफर के लिए CdS फोटोएनोड्स को कार्यात्मक बनाया, जौ मैट केम ए 2017; 5(4), 1541-1547
• PHBorse द्वारा आविष्कृत "स्प्रे कोटिंग तकनीक और उसके लेपित सब्सट्रेट द्वारा सब्सट्रेट पर Sr Fe Nb-O फिल्म के डबल पेरोसाइट के जमाव की विधि" पर भारतीय पेटेंट प्रदान किया गया - IN 2014DE01151A, 6 नवंबर, 2015
• बोर्से, PHet.al समर्थित सीडीएस पीईसी सेल डाल्टन लेनदेन, 2016 में Ni- और सह-आधारित सह-उत्प्रेरक से स्थिर हाइड्रोजन उत्पादन; 45 (27), 11120-11128
• बोर्स पीएच. और अन्य। एक कुशल और स्थिर फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल सेल के लिए सीडीएस फोटोएनोड का नैनोनोबिया संशोधन। लैंगमुइर 2014;30(51):15540-15549

सिंहावलोकन

टंगस्टन और मोलिब्डेनम जैसे संक्रमण धातुओं के सल्फाइड में दो आयामी नैनोशीट जैसी संरचना ने आकर्षक गुणों की विस्तृत श्रृंखला दिखाई है, जिसे पेट्रोकेमिकल और ऑटोमोटिव क्षेत्रों में उत्प्रेरक या स्नेहक के रूप में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जा सकता है, ली-आयन बैटरी के लिए इलेक्ट्रोड सामग्री और हाइड्रोजन के लिए इलेक्ट्रोकैटलिस्ट विकास प्रतिक्रिया (एचईआर), आदि। हालांकि, थोक मात्रा और पुनरुत्पादित गुणवत्ता में उनके संश्लेषण के लिए व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य मार्गों की अनुपस्थिति उनके व्यावसायिक शोषण में बाधा डालने वाला एक प्रमुख मुद्दा रहा है। हाल ही में, WS2 और MoS2 में ऐसी 2D संरचना उत्पन्न करने के लिए ARCI द्वारा एक नई तकनीक विकसित की गई है। यह प्रक्रिया भारी मात्रा में इन सल्फाइडों में विशेष रूप से निर्मित 2डी नैनोलेयर्ड संरचना को संश्लेषित करने के लिए अद्वितीय नियंत्रण क्षमता प्रदान करती है। आवेदन और/या आवश्यक गुणों के आधार पर,

मुख्य विशेषताएं

• Synthesis of pure as well as mixed WS2/MoS2 nanosheet powders
• डोप्ड-WS2/MoS2 नैनोशीट पाउडर का संश्लेषण
• यथोचित अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध
• 2डी-नैनोसंरचित अन्य संक्रमण धातु सल्फाइड का संश्लेषण संभव
• थोक उत्पादन के लिए स्केलेबल प्रक्रिया

संभावित अनुप्रयोग

• एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव क्षेत्र के लिए ठोस स्नेहक
• फोर्जिंग और अन्य निर्माण प्रक्रियाओं के लिए ठोस स्नेहक
• ऑटोमोबाइल लब-तेल में योज्य
• उच्च कतरनी तनाव के तहत बेहतर प्रदर्शन के लिए ग्रीज़ के लिए योजक
• पेट्रोकेम उत्प्रेरक
• उसके लिए विद्युत उत्प्रेरक
• ली-आयन बैटरी इलेक्ट्रोड
• स्व-चिकनाई सम्मिश्र और कोटिंग्स (धातु/सिरेमिक/बहुलक)
• सेंसर और एक्चुएटर्स

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य हवा में स्थिरता
• परीक्षण किए गए पाउडर ग्रेड की स्थिरता
• 2DWS2/MoS2 के थोक उत्पादन के लिए स्केल-अप रिएक्टर को सफलतापूर्वक कमीशन और परीक्षण किया गया

Microstructure of typical 2D-WS2nanosheets by ARCI method

Scaled-up reactor for bulk production of 2D-WS2 and MoS2

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• . जे जोरदार और एमएस सिल्वेस्टर, भारतीय पेटेंट (एपी संख्या 1703/डीईएल/2012)।.

सिंहावलोकन

ZnO वैरिस्टर्स एक पॉलीक्रिस्टलाइन सिरेमिक ओवर-वोल्टेज प्रोटेक्शन डिवाइस है जिसका प्राथमिक कार्य ओवर वोल्टेज सर्ज को समझना और नियंत्रित करना है। बड़ी ऊर्जा अपव्यय क्षमताओं के साथ इसकी उच्च अरैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के कारण डिवाइस को छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट में बड़ी ट्रांसमिशन लाइनों में उपयोग किया जाता है। एआरसीआई ने नई प्रक्रिया और संयोजनों का उपयोग करते हुए नैनोपाउडर से उच्च प्रदर्शन वैरिस्टर विकसित किए हैं। डोप्ड ZnO नैनोपाउडर बनाने की प्रक्रिया बहुत सरल (एकल चरण) और लागत प्रभावी है। पायलट स्केल स्तर पर लाइटनिंग अरेस्टर एप्लिकेशन के लिए सिंथेसिस पैरामीटर और कंपोज़िशन को अनुकूलित किया गया है। वाणिज्यिक माइक्रोन-पाउडर की तुलना में इन नैनोपाउडर को बहुत कम तापमान पर कम समय में पाप किया जा सकता है। 21 केवी / सेमी का ब्रेकडाउन क्षेत्र, 0 का कम रिसाव वर्तमान घनत्व।

मुख्य विशेषताएं

• पेटेंट तकनीक
• माइक्रोन पाउडर की तुलना में कम सिंटरिंग तापमान और समय
• परिमाण उच्च ब्रेकडाउन क्षेत्र का क्रम, गैर-रैखिकता का 2-3 गुना गुणांक और तुलनीय रिसाव वर्तमान घनत्व

संभावित अनुप्रयोग

• पॉवर इंजीनियरिंग
• ऑटोमोबाइल उद्योग
• घरेलू इलेक्ट्रॉनिक्स
• दूरसंचार

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• विद्युत गुणों का परीक्षण किया
• पायलट स्तर तक स्केल-अप

Varistor disc comparison of ARCI and commercial sample

I-V characteristic comparison of ARCI and commercial varistors

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• वैरिस्टर, के. हेम्ब्रम, टीएन राव और आर. सुंदरेसन, भारतीय पेटेंट संख्या 254913 की तैयारी के लिए उपयोगी डोप्ड ZnO नैनोपाउडर की तैयारी के लिए एक बेहतर प्रक्रिया ।
• उच्च प्रदर्शन ZnO varistors, के हेम्ब्रम, एआर कुलकर्णी, आरएस श्रीनिवास और टीएनआरओ, भारतीय पेटेंट संख्या 339072 की तैयारी की बेहतर संरचना और विधि
• के. हेम्ब्रम, टीएनआरओ, आरएस श्रीनिवास और एआर कुलकर्णी, पायलट-स्केल फ्लेम स्प्रे पाइरोलाइज़र द्वारा डोप किए गए ZnO नैनोपाउडर से बने उच्च प्रदर्शन वैरिस्टर: सिंटरिंग, माइक्रोस्ट्रक्चर और गुण, जर्नल ऑफ़ द यूरोपियन सेरामिक सोसाइटी, 35 (2015), 3535-3544।

सिंहावलोकन

ट्रकों और ट्रैक्टरों जैसे वाणिज्यिक भारी वाहनों के क्लच और ब्रेक के लिए सिंटर्ड Fe-Cu आधारित सिरेमिक घर्षण सामग्री/पैड वर्तमान में आयात किए जा रहे हैं। इन घर्षण पैडों को क्लच हाउसिंग में असेंबल करने से पहले स्टील बैक प्लेटों पर रिवेट किया जाता है और कैरियर प्लेटों पर फिक्स किया जाता है। घर्षण पैड का जीवन कीलक की गहराई तक सीमित होता है जिससे घर्षण सामग्री/पैड का 100% उपयोग सीमित हो जाता है और उपयोग के साथ, कीलक छेद के साथ विफलता शुरू हो जाती है। इसके अलावा, कठोर बंधन से वाहन चलाते समय ज्यूडर से थोड़ी असुविधा उत्पन्न होती है। इस प्रकार, इस परियोजना में अतिरिक्त स्टील बैक प्लेट की आवश्यकता को पूरा करते हुए सीधे क्लच प्लेट पर घर्षण कुकीज़ के बंधन के साथ रिवेट क्लच बटन को बदलने के अभिनव तरीके शामिल हैं।

मुख्य विशेषताएं

• गैर कैंसरकारी पदार्थों का उपयोग  
• घिसाव में सुधार और घर्षण का गुणांक फिसलन गुणांक से लगातार अधिक है  
• Fe-आधारित सिन्डर्ड पैड  
• एकल या दोहरे सिंटेड घर्षण पैड का लचीलापन  
• प्रसंस्करण के लिए स्वदेशी उपकरण  
• पोस्ट सिंटरिंग परिचालन में कमी  
• उत्पादन स्तर विनिर्माण प्रक्रिया

संभावित अनुप्रयोग

• भारी वाणिज्यिक वाहनों का क्लच और ब्रेक  
• विमान ब्रेक  
• यात्री वाहन जैसे बसें  
• पवन चक्की अनुप्रयोग  
• रेलवे
• सैन्य टैंक

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रदर्शन और स्थिरता को प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य किया जाता है
• प्रोटोटाइप स्तर का प्रदर्शन किया गया
• उपलब्ध उपकरणों और प्रौद्योगिकी के डिज़ाइन को बढ़ाएं

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ  
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना  
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें

स्वदेशी रूप से डिज़ाइन किया गया बहुउद्देश्यीय हॉट प्रेस

Weight loss of friction pad with distance

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• मालोबिका. के और ए. शिव कुमार, 'ग्रीन-पाउडर मेटलर्जी कॉम्पैक्ट्स को सिंटरिंग द्वारा पाउडर मेटलर्जी घटकों के उत्पादन के लिए मल्टी पिस्टन हॉट प्रेस', आवेदन संख्या। 3844/DEL/2011, दिनांक. 28.12.2011, अनुदान संख्या. 379250 दिनांक। 13/10/2021

सिंहावलोकन

ऑक्साइड फैलाव मजबूत (ODS) फेरिटिक-मार्टेंसिटिक / फेरिटिक / ऑस्टेनिटिक स्टील्स उच्च तापमान शक्ति और रेंगने, थकान, ऑक्सीकरण और गर्म जंग के प्रतिरोध के साथ संपन्न हैं। इसलिए, ये स्टील्स परमाणु रिएक्टरों, गैस और अल्ट्रा सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइनों में घटकों के लिए संभावित उम्मीदवार हैं जो लगभग 700C तक के तापमान के संपर्क में हैं। ओडीएस स्टील्स के उच्च तापमान गुण महीन दाने वाले माइक्रोस्ट्रक्चर, नैनोसाइज्ड ऑक्साइड (Y-Ti-O कॉम्प्लेक्स) डिस्पेरोइड्स और उच्च तापमान पर माइक्रोस्ट्रक्चर की स्थिरता के कारण होते हैं। एआरसीआई ने अल्ट्रा सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइन, फास्ट ब्रीडर रिएक्टर के क्लैड ट्यूब और गैस टर्बाइन के लिए हाई प्रेशर कंप्रेसर और लो प्रेशर टरबाइन ब्लेड के लिए ब्लेड के निर्माण के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास और प्रदर्शन के लिए प्रमुख कार्यक्रम शुरू किए हैं।.

मुख्य विशेषताएं

• उच्च ऑपरेटिंग तापमान 650-700 डिग्री सेल्सियस
• उच्च उपज शक्ति और रेंगना प्रतिरोध  
• निकल आधारित सुपर मिश्र धातुओं को बदलने के लिए संभावित उम्मीदवार  
• विकिरण के तहत सूजन का प्रतिरोध  

संभावित अनुप्रयोग

• अल्ट्रा सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइन के लिए ब्लेड  
• उच्च दबाव कंप्रेसर और गैस टर्बाइनों के कम दबाव टरबाइन ब्लेड  
• परमाणु रिएक्टरों के लिए क्लैड ट्यूब
• संलयन रिएक्टरों के लिए संरचनात्मक सामग्री  
• अन्य उच्च तापमान अनुप्रयोगों

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• पायलट संयंत्र पैमाने पर निर्माण प्रक्रियाओं की स्थापना की  
• प्रदर्शन और स्थिरता को प्रोटोटाइप स्तर पर मान्य किया जाता है  
• आगे का मूल्यांकन चल रहा है

500 MW first stage ODS steel blade

Clad tube of Fast breeder reactor

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• एस संतरा, एस अमृतपांडियन, एजे लंदन, बीके पाणिग्रही, आरएम सरगुना, एस बालाजी, आर विजय, सीएस सुंदर और सी ग्रोवेनर, मॉडल ओडीएस मिश्र धातुओं में ऑक्साइड नैनो-कणों के फैलाव और संरचना पर टीआई और सीआर का प्रभाव , एक्टा मेटर। 97 (2015) 223-233।
• एम. नागिनी, आर. विजय, कोटेश्वरराव वी. राजुलपति, के. भानु शंकर राव, एम. रामकृष्ण, ए.वी. रेड्डी और जी. सुंदरराजन, माइक्रोस्ट्रक्चर पर प्रक्रिया मापदंडों का प्रभाव और ऑक्साइड फैलाव की कठोरता ने 18Cr फेरिटिक स्टील, मेटल मेटर को मजबूत किया। ट्रांस। ए, 47 (2016) 4197-4209
• के. सुरेश, एम. नागिनी, आर. विजय, एम. रामकृष्ण, रवि सी. गुंडकरम, ए.वी. रेड्डी और जी. सुंदरराजन, ऑक्साइड फैलाव के माइक्रोस्ट्रक्चरल अध्ययन ने ऑस्टेनिटिक स्टील्स को मजबूत किया, मेटर। डिजाइन, 110 (2016) 519-525।
• एम. नागिनी, आर. विजय, कोटेश्वरराव वी. राजुलपति, ए.वी. रेड्डी और जी. सुंदरराजन, ऑक्साइड डिस्पर्सन में माइक्रोस्ट्रक्चर-मैकेनिकल प्रॉपर्टी कोरिलेशन ने 18Cr फेरिटिक स्टील, मैटर को मजबूत किया। विज्ञान। अभियांत्रिकी। ए, 708 (2017) 451-459।
• एम. नागिनी, केजी प्रदीप, आर. विजय, ए.वी. रेड्डी, बीएस मूर्ति, जी. सुंदरराजन, ए कंबाइंड इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, एटम प्रोब टोमोग्राफी एंड स्मॉल एंगल एक्स-रे स्कैटरिंग स्टडी ऑफ ऑक्साइड डिस्पर्सन स्ट्रेंथेंड 18Cr फेराइटिक स्टील, मैटर। चार., 164 (2020) 110306

सिंहावलोकन

सिलिका एरोगल्स दुनिया की सबसे अच्छी थर्मल इन्सुलेशन सामग्री हैं। ये अल्ट्रा लो डेंसिटी वाली नैनोपोरस सामग्री हैं। एरोजेल का शाब्दिक अर्थ है हवा से भरी जैल। अखंड शुद्ध सिलिका एरोजेल प्रकृति में अत्यधिक नाजुक होते हैं और यह इसके व्यावसायिक उपयोग के लिए प्रमुख गिरावट कारक था। इसने सिलिका एयरजेल के नए प्रयोग करने योग्य रूपों का निर्माण किया, अर्थात् फाइबर सुदृढीकरण और दानेदार एरोजेल द्वारा बनाई गई लचीली चादरें। एआरसीआई ने सिलिका एयरजेल फ्लेक्सिबल शीट्स के विश्व स्तरीय उत्पाद की शुरुआत की है और यह व्यावसायीकरण के अधीन है। एआरसीआई में ग्रैन्युलर सिलिका एरोजेल भी एक नई पद्धति का उपयोग करके विकसित किए गए हैं जिसके लिए पेटेंट लागू किया गया है। दानेदार सिलिका एयरजेल को बहुत आसानी से कई तरह से इस्तेमाल किया जा सकता है जैसे कि उन्हें इन्सुलेट की जाने वाली वस्तु के चारों ओर भरकर या इन्हें धातु, कांच, लकड़ी की प्लेटों, कपड़े आदि के बीच सैंडविच किया जा सकता है।

मुख्य विशेषताएं

• दाने का आकार: ~ 1 मिमी (ट्यून करने योग्य)  
• पैकिंग घनत्व: 0.07 ग्राम / सीसी  
• थर्मल स्थिरता: - 200 oC से 800 oC  
• सतह क्षेत्र: ~ 800 एम 2 / जी  
• तापीय चालकता: RT पर 0.03 W/mK (क्षणिक विमान विधि)  
• रंग: पारभासी या अपारदर्शी या काला (कार्यक्षमता के आधार पर)
• आईआर अपारदर्शिता के लिए इन-सीटू कार्बन डोपिंग संभव
• हाइड्रोफिलिक या हाइड्रोफोबिक

संभावित अनुप्रयोग

थर्मल इन्सुलेट

• पेंट
• भवन निर्माण सामग्री जैसे सीमेंट, ईंटें, दीवार का प्लास्टर आदि
• विंडो पैनल
• कपड़ा  
• हीट / कोल्ड स्टोरेज

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• ~ वर्तमान में उपलब्ध प्रयोगशाला उत्पादन सुविधा से एक बैच में 1 किलो सिलिका एयरजेल ग्रैन्यूल्स का उत्पादन किया जा सकता है

Optical Image of silica aerogel granules

SEM image showing highly porous morphology in silica aerogel granules

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• भारतीय पेटेंट संख्या 290370: कार्बन युक्त सिलिका एयरजेल ग्रैन्यूल्स के उत्पादन की बेहतर विधि, नेहा हेबलकर

सिंहावलोकन

हाइड्रोजन ईंधन उत्पन्न करने के लिए कम लागत और पर्यावरण के अनुकूल सौर सक्रिय फोटोकैटलिटिक सामग्री अत्यधिक वांछनीय है। नैनोस्ट्रक्चर्ड फेराइट (Fe2O3, MFe2O4) और कंपोजिट सिस्टम संभावित उम्मीदवार हैं जो पानी के बंटवारे से उच्च उपज देते हैं। टाइटेनेट्स (TiO2) में दृश्य प्रकाश फोटॉनों को अवशोषित करने की क्षमता का अभाव है और इसलिए कुशल फोटोकैटलिस्ट्स की पहचान करने और विकसित करने की आवश्यकता है। Fe2O3 और II-VI धातु चालकोजेनाइड (CdS, CdZnS) प्रणालियां पानी के अणु को विभाजित करने के लिए सौर प्रकाश फोटॉनों के साथ-साथ उचित बैंड ऊर्जावान को अवशोषित करने की क्षमता प्रदर्शित करती हैं। उनका उपयोग घोल प्रकार के सौर हाइड्रोजन जनरेटर में किया जा सकता है।

मुख्य विशेषताएं

• पर्यावरण के अनुकूल फोटोकैटलिस्ट
• नैनोक्रिस्टलाइन फोटोकैटलिस्ट को संश्लेषित करने की तीव्र प्रक्रिया
• स्केलेबल प्रक्रिया

संभावित अनुप्रयोग

• सौर हाइड्रोजन जनरेटर, ईंधन गैस-खाना पकाने, काटने, वेल्डिंग  
• अवशोषक, फोटो-क्रोमिक डिस्प्ले, ऑप्टिकल सेंसर के लिए ऑप्टिकल सामग्री
• फोटो-अपघटन- प्रदूषक हटाने, जल शोधन

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रदर्शन प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य है
• बेहतर दक्षता

Schematic of rapid photocatalyst synthesis produced by microwave sintering

Optical response of Visible light active photocatalysts

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• डोम, आर., किम एचजी और।, बोर्स, पीएच, फोटो केमिकल हाइड्रोजन जेनरेशन फ्रॉम ऑर्थोरोम्बिक CaFe2O4 नैनोपार्टिकल्स सिंथेसाइज़्ड बाय डिफरेंट मेथड्स, केमिस्ट्री सेलेक्ट 2017; 2 (8), 2556-2564
• डोम, आर, चारी, एएस, बोर्से, पीएच। स्पिनेल ZnFe2O4 फोटोकैटलिस्ट से सौर हाइड्रोजन उत्पादन: संश्लेषण विधियों का प्रभाव। ऊर्जा अनुसंधान 2015 के अंतर्राष्ट्रीय जर्नल;39(10):1378-1390
• बोर्से पीएच एट.अल. एक रैपिड माइक्रोवेव विकिरण विधि का उपयोग करके नैनोक्रिस्टलाइन ZnFe2O4 दृश्यमान प्रकाश फोटोकैटलिस्ट का उत्पादन करने वाले हाइड्रोजन का संश्लेषण। आरएससी एडवांस 2012;2(33):12782-91
• बोर्से पीएच, एट अल. वर्धित दृश्य प्रकाश प्रकाश उत्प्रेरण के लिए CaFe2O4/MgFe2O4 बल्क हेटेरोजंक्शन का निर्माण। रासायनिक संचार 2009(39):5889-91

सिंहावलोकन

आयरन एल्युमिनाइड्स (Fe 3 Al) अपने हल्के वजन, कम लागत और उच्च शक्ति, ऑक्सीकरण, सल्फाइडेशन और संक्षारण के प्रतिरोध जैसे आकर्षक गुणों के कारण उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए संभावित उम्मीदवार हैं। हालाँकि, खराब लचीलापन, अपर्याप्त रेंगना प्रतिरोध और कम फ्रैक्चर क्रूरता उनके व्यावसायिक अनुप्रयोगों को सीमित करती है। Fe 3 Al की लचीलापन और ताकत में न केवल कमरे के तापमान पर बल्कि उच्च तापमान (700C तक) पर भी बारीक अनाज संरचना और स्थिर नैनो-आकार के जटिल ऑक्साइड डिस्पर्सोइड्स (Y-Ti-O और Y-Al-O) को शामिल करके काफी सुधार किया जाता है। ) Fe 3 अल मैट्रिक्स में। सामग्री (ODS Fe 3 Al) ने 1150C तक अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदर्शित किया। क्रीप थकान इंटरेक्शन अध्ययनों से संकेत मिलता है कि ODS-Fe3Al का उपयोग 550C तक टरबाइन ब्लेड और 1150C तक फर्नेस क्रूसिबल के रूप में किया जा सकता है। दीर्घकालिक रेंगने वाली संपत्तियों का मूल्यांकन किया जा रहा है।

मुख्य विशेषताएं

• 650-700C का उच्च परिचालन तापमान
• हल्का वज़न
• प्रदर्शनों में 1090 एमपीए की ताकत और आरटी पर 16% की वृद्धि होती है
• 700C पर 165 MPa की शक्ति और 56% का बढ़ाव प्रदर्शित होता है
• निकल आधारित सुपर मिश्र धातुओं को बदलने के लिए संभावित उम्मीदवार
• उत्कृष्ट ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध

संभावित अनुप्रयोग

• अल्ट्रा सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइनों के लिए ब्लेड
• गैस टरबाइन के उच्च दबाव कंप्रेसर और कम दबाव टरबाइन ब्लेड
• अन्य उच्च तापमान अनुप्रयोग जैसे फर्नेस क्रूसिबल और प्लेटें

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण

ईबीएसडी मानचित्र और टीईएम उज्ज्वल क्षेत्र छवि जो ODSFE3AL के बारीक ऑक्साइड कण दिखाती है

आरटी से 700C तक अन्य मिश्र धातुओं के साथ तन्य गुणों की तुलना

सिंहावलोकन

गारा ईंधन, जिसमें हाइड्रोकार्बन ईंधन और उच्च-ऊर्जा धात्विक तत्व होते हैं, को वायु श्वसन प्रणोदन अनुप्रयोगों के लिए पारंपरिक हाइड्रोकार्बन ईंधन की ऊर्जा घनत्व बढ़ाने के लिए संभावित उम्मीदवारों के रूप में माना जाता है। तेजी से ऑक्सीकरण और इसलिए ईंधन में उनका जुड़ाव जोर में सुधार करता है और इग्निशन देरी, जलने के समय की समस्याओं पर काबू पाता है। विभिन्न नैनो एडिटिव्स में नैनो बोरॉन को इसकी उच्च मात्रा वाली गर्मी उत्पादन के कारण तरल ईंधन के लिए संभावित योजक माना जाता है। हालांकि नैनो बोरॉन को अन्य तकनीकों के साथ बनाया जा सकता है, क्रायो मिलिंग विधि विशिष्ट लाभ प्रदान करती है। क्रायो मिल के लाभ हैं 1) मिलिंग के दौरान और बाद में पाउडर को ऑक्सीकरण से बचाया जाता है क्योंकि यह तरल नाइट्रोजन में होता है,

मुख्य विशेषताएं

• नैनो बोरॉन का औसत कण आकार 200-300 एनएम है
• बोरॉन की शुद्धता> 95%
• पाउडर का सतह क्षेत्र> 10.5 एम 2 / जी
• हाइड्रोकार्बन ईंधन में फैलाने योग्य
• पाउडर को संभालना मुश्किल नहीं है
• बड़ी मात्रा में उत्पादन करने की क्षमता।

संभावित अनुप्रयोग

• प्रणोदक अनुप्रयोगों के लिए गारा ईंधन
• मिश्र और सम्मिश्र

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रयोगशाला में नैनो बोरॉन का संश्लेषण और विशेषता
• उद्योग में नैनो बोरॉन का परीक्षण चल रहा है

SEM image of Nano boron

Thermal properties of Nano boron

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• पेटेंट आवेदन संख्या: 201911025690 दिनांक 27/06/2019 शीर्षक "क्रायो मिलिंग द्वारा नैनो बोरान के उत्पादन की प्रक्रिया" एस.सुधाकर सरमा, आर.विजय, टीएनआरओ।

प्रमुख प्रकाशन

• एस.सुधाकर सरमा, जॉयदीप जोरदार, आर.विजय, टीएनआरओ, "क्रायो मिलिंग द्वारा नैनोबोरोन की तैयारी और लक्षण वर्णन" एडवांस पाउडर टेक्नोलॉजी, वॉल्यूम 31, 2020, पी 3824-3832

सिंहावलोकन

एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम) निकट-शुद्ध आकार के धातु घटकों का उत्पादन करने के लिए एक प्रमुख निर्माण प्रक्रिया के रूप में तेजी से उभर रहा है, जहां परत दर परत सामग्री को जोड़कर तीन आयामी घटकों का निर्माण किया जाता है। जबकि यह सार्वभौमिक रूप से स्वीकार किया जाता है कि अंतिम एएम घटक की गुणवत्ता धातु के पाउडर की गुणवत्ता पर निर्भर करती है जिसके साथ कोई शुरू होता है, इस पाउडर की गुणवत्ता के विशिष्ट गुण समझ में नहीं आते हैं। इसके अतिरिक्त, एएम के लिए धातु पाउडर के निर्माण में प्रक्रिया की पैदावार आम तौर पर बहुत कम होती है (<20%)। वर्तमान में AM के लिए निकेल आधारित सुपरअलॉय पाउडर (IN718, IN625 और CM247LC) का उत्पादन अमेरिका, स्विट्जरलैंड, जर्मनी, कनाडा और यूके की कुछ प्रतिष्ठित कंपनियों द्वारा किया जा रहा है। हालाँकि, प्रत्येक कंपनी एक निश्चित प्रक्रिया के साथ अपने स्वयं के दर्जी पाउडर का उत्पादन करती है। एआरसीआई,

मुख्य विशेषताएं

• एएम द्वारा पाउडर का उपयोग करके निकट-शुद्ध आकार के घटकों के निर्माण में आसानी
• पाउडर की आवश्यकताएं वर्तमान में आयात से पूरी की जा रही हैं और महंगी हैं
• वर्तमान में, सामान्य रूप से गैस एटमाइज्ड पाउडर का कोई निर्माता नहीं है, और विशेष रूप से भारत में नी आधारित सुपरअलॉय पाउडर।
• मेक इन इंडिया

संभावित अनुप्रयोग

• एयरोस्पेस
• रक्षा
• जैव चिकित्सा
• ऑटोमोबाइल

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• पाउडर का संश्लेषण (10 किलो के स्तर पर प्रदर्शित किया गया)
• एएम अध्ययनों पर पाउडर का परीक्षण चल रहा है

SEM morphology of IN718, IN625 and SS403 powders produced at ARCI.

सिंहावलोकन

अकेले सुपर कैपेसिटर के साथ-साथ हाइब्रिड द्वारा संचालित इलेक्ट्रिक वाहन की अवधारणा को सड़क की स्थिति के दौरान डिजाइन, एकीकृत और प्रदर्शित किया गया है। सुपर कैपेसिटर साइकिल को एकीकृत करने के लिए, 3400 F, 2.85 V और 3.85 Wh (संग्रहीत ऊर्जा) के व्यक्तिगत सेल विनिर्देशों के साथ 18 वाणिज्यिक SC (मैक्सवेल) सेल खरीदे गए, जो 51.4 V और 69 Wh के साथ एक मॉड्यूल प्राप्त करने के लिए श्रृंखला में जुड़े हुए थे जो चलाने के लिए पर्याप्त थे। साइकिल में बिजली की मोटर। इसके अलावा, चार्ज/डिस्चार्ज चक्र के दौरान प्रत्येक सेल में वोल्टेज और करंट को विनियमित करने के लिए कैपेसिटर प्रबंधन प्रणाली (CMS) विकसित की गई है। ई-बाइक की ड्राइविंग रेंज को 2.5 किमी तक बढ़ाने के लिए, एससी मॉड्यूल में शेष संग्रहीत ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करके वोल्टेज को बढ़ावा देने के लिए बूस्ट कन्वर्टर को डिज़ाइन किया गया है। समानांतर रूप से, हाइब्रिड मॉड्यूल विकसित किया गया है जिसमें 3 लीड एसिड बैटरी (12V 14Ah: 3 पैक) 3 सुपर कैपेसिटर (2.7V, 650F, 0.66 Wh) के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। सुपर कैपेसिटर क्रैंकिंग के साथ-साथ त्वरण के दौरान सहायता करता है। विकसित साइकिलों का ऑन-रोड स्थितियों के दौरान सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है।

मुख्य विशेषताएं

सुपर कैपेसिटर संचालित ईवी:

• मॉड्यूल में सेल की संख्या: श्रृंखला में जुड़े 18 सेल
• कुल संग्रहीत ऊर्जा: 69 Wh
• प्रयोग करने योग्य ऊर्जा: 27.0 क
• नाममात्र वोल्टेज, वी: 51.3 वी
• चार्जिंग समय: 4 मिनट
• ड्राइविंग रेंज: बूस्टर सर्किट के साथ 2.5 किमी

हाइब्रिड ईवी:

• प्रारंभिक उच्च शक्ति वितरण (400 डब्ल्यू) लीड एसिड बैटरी के जीवन काल को कम करता है
• SC (2.85 V; 650 F) प्रारंभ और त्वरण के दौरान प्रारंभिक क्रैंकिंग के लिए उच्च शक्ति (400 W) वितरण प्रदान करता है जिससे जीवनकाल बढ़ता है
• ऑन-रोड चार्जिंग (2 Wh प्रति चार्ज) और चलते समय चरम बिजली वितरण
• हाइब्रिड ईवी की अधिकतम गति 25 किमी प्रति घंटा है और इसकी मोटर क्षमता 250 वॉट है

संभावित अनुप्रयोग

• ऑटोमोटिव परिवहन (इलेक्ट्रिक साइकिल, मिनी बस, आदि)

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• सुपर कैपेसिटर साइकिल को एकीकृत और प्रदर्शित किया गया है।
• बूस्टर सर्किट को सुपर कैपेसिटर ई-साइकिल की रेंज बढ़ाने के लिए डिजाइन किया गया है
• प्रारंभिक क्रैंकिंग और त्वरण के लिए लीड एसिड बैटरी पैक के अलावा सुपर कैपेसिटर मॉड्यूल को अपनाया गया है।

Super capacitor powered Electric Bicycle

Hybrid (super capacitor assisted and lead acid battery powered) E-bicycle.

सिंहावलोकन

अन्य माध्यमिक बैटरी की तुलना में उच्च ऊर्जा घनत्व और बिजली घनत्व के कारण लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) उद्योगों के क्षेत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। चूंकि ईवी अनुप्रयोग के लिए बड़ी मात्रा में इलेक्ट्रोड सामग्री की भारी मांग है, एआरसीआई लागत प्रभावी प्रक्रियाओं द्वारा बड़े पैमाने पर नैनो-संरचित इलेक्ट्रोड सामग्री के विकास पर काम कर रहा है। लिथियम टाइटेनियम ऑक्साइड (LTO) अपनी बहुतायत, कम निर्माण लागत, थर्मल स्थिरता, 20000 चक्रों के उत्कृष्ट चक्र जीवन और सुरक्षा के कारण उच्च-शक्ति LIBs के लिए एक आशाजनक एनोड सामग्री के रूप में उभरा है। एलटीओ को 'जीरो-स्ट्रेन' सामग्री के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि यह चार्जिनफ/डिस्चार्जिंग के दौरान नगण्य मात्रा में परिवर्तन से गुजरता है, जो एक अत्यंत लंबे चक्र जीवन को सुनिश्चित करता है। आगे, एलटीओ एनोड आधारित ली-आयन बैटरी कठोर परिवेश के तापमान (-30 से +55 डिग्री सेल्सियस) के तहत काम कर सकती है और अन्य कार्बन आधारित एनोड सामग्री की तुलना में 98% से अधिक की रिचार्ज दक्षता प्रदर्शित करती है। इसलिए, यह भारतीय जलवायु परिस्थितियों के लिए आदर्श है जहां गर्मियों में तापमान 45-48 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, जो स्वदेशी एलटीओ सामग्रियों के विकास के लिए एक प्रेरक कारक है। एआरसीआई ने पूर्ववर्ती के रूप में TiO2 और Li2CO3 का उपयोग करके बेहतर इलेक्ट्रॉनिक चालकता के साथ LTO एनोड के उत्पादन के लिए सरल, किफायती स्केलेबल और ऊर्जा कुशल तकनीक विकसित करने पर ध्यान केंद्रित किया। उच्च ऊर्जा मिलिंग विधि के फायदे कम प्रसंस्करण समय, कम संदूषण, गेंदों के उच्च सापेक्ष वेग और उच्च ऊर्जा इनपुट हैं। आगे, एआरसीआई की तकनीक को किसी भी प्रकार के अग्रदूतों के अनुकूल होने के लिए अनुकूलित किया गया है एआरसीआई के एलटीओ को आधे सेल में मान्य किया गया है और इसका प्रदर्शन उच्च विशिष्ट क्षमता (170 एमएएच/जी), अच्छी दर क्षमता (20सी) और इसके प्रदर्शन के मामले में बहुत ही आशाजनक पाया गया है। लंबी चक्रीय स्थिरता (1000 चक्र तक), जो कि गेयलॉन, चीन से प्राप्त कॉमर्शियल एलटीओ के प्रदर्शन से बेहतर है क्योंकि यह खराब दर क्षमता के साथ केवल 113 एमएएच/जी की क्षमता प्रदर्शित करता है। आगे एलटीओ आधारित एलआईबी डिवाइस (20 एमएएच क्षमता) उच्च वोल्टेज कैथोड के संयोजन में निर्मित 1000 चक्रों के बाद क्षमता का 80% प्रतिधारण प्रदर्शित करता है। 72 किग्रा/दिन के स्तर पर एलटीओ के उत्पादन के लिए प्रायोगिक संयंत्र सुविधा का उपयोग करके एआरसीआई के एलटीओ की उत्पादन लागत आयातित एलटीओ (~ 20 यूएसडी) की लागत के बराबर है। पेटेंट भारत, अमेरिका, जापान, चीन, जर्मनी और दक्षिण कोरिया में दायर किए जाते हैं।

मुख्य विशेषताएं

• उच्च ऊर्जा मिलिंग प्रक्रिया द्वारा लिथियम टाइटेनेट (LTO) का बड़े पैमाने पर उत्पादन (2.5 किग्रा/बैच)
• सरल, आर्थिक और स्केलेबल प्रसंस्करण विधि।
• एलटीओ का इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन वाणिज्यिक एलटीओ सामग्री से अधिक है
• उच्च शक्ति प्रदर्शन देने में सक्षम
• एलआईबी संयंत्र सुविधा का उपयोग करके 30 मीटर लंबाई के प्रोटोटाइप एलटीओ इलेक्ट्रोड तैयार किए गए थे।
• उच्च वोल्टेज कैथोड के साथ एलटीओ आधारित एलआईबी डिवाइस (20 एमएएच क्षमता)।
• 1000 चक्रों के बाद क्षमता का 80% प्रतिधारण

संभावित अनुप्रयोग

• इलेक्ट्रिक हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए उच्च शक्ति घनत्व और थर्मली स्थिर एनोड
• अन्य पोर्टेबल डिवाइस जहां एलआईबी का उपयोग किया जाता है।

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रयोगशाला पैमाने पर प्रदर्शन और स्थिरता को मान्य किया जाता है
• स्केल-अप सफलतापूर्वक किया गया है
• प्रायोगिक संयंत्र सुविधा का उपयोग करते हुए प्रोटोटाइप परीक्षण प्रक्रियाधीन है।

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनेट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि, एस आनंदन, पीएम प्रतीक्षा, आर विजय और टाटा एन राव, भारतीय पेटेंट आवेदन संख्या 201711006147 दिनांक 27.12.2017। 2017.
• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनैट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि, एस. आनंदन, पीएम प्रतीक्षा, आर. विजय और टाटा एन. राव, पीसीटी इंटरनेशनल एप्लीकेशन नंबर पीसीटी/आईएन2018/050080 दिनांक 17.02.2018।
• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनेट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि, एस आनंदन, पीएम प्रतीक्षाक्षा, आर विजय और टाटा एन राव, यूएस पेटेंट आवेदन संख्या 16/463,088 दिनांक 22 मई 2019 पीसीटी अंतर्राष्ट्रीय आवेदन संख्या के आधार पर पीसीटी/आईएन2018/050080 दिनांक 17.02.2018।
• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनेट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि, एस. आनंदन, पीएम प्रतीक्षाक्षा, आर. विजय और टाटा एन. राव, जापान पेटेंट आवेदन संख्या 2019-520394 दिनांक 16 अप्रैल 2019 पीसीटी अंतर्राष्ट्रीय आवेदन संख्या पर आधारित है। पीसीटी/आईएन2018/050080 दिनांक 17.02.2018।
• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनेट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि, पीसीटी अंतर्राष्ट्रीय आवेदन संख्या पीसीटी के आधार पर एस. आनंदन, पीएम प्रतीक्षा, आर. विजय और टाटा एन. राव, चीनी पेटेंट आवेदन संख्या सीएन201880004507 दिनांक 22 जुलाई 2019 /आईएन2018/050080 दिनांक 17.02.2018।
• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनेट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि, पीसीटी इंटरनेशनल एप्लिकेशन नंबर के आधार पर एस आनंदन, पीएम प्रतीक्षा, आर विजय और टाटा एन राव, जर्मनी पेटेंट आवेदन संख्या 112018000205 टी5 दिनांक 14 अगस्त 2019। पीसीटी/आईएन2018/050080 दिनांक 17.02.2018
• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनेट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि, एस. आनंदन, पीएम प्रतीक्षाक्षा, आर. विजय और टाटा एन. राव, दक्षिण कोरिया पेटेंट आवेदन संख्या 10-2019-0121291 दिनांक 25 अक्टूबर 2019 पीसीटी अंतर्राष्ट्रीय आवेदन संख्या पर आधारित है। पीसीटी/आईएन2018/050080 दिनांक 17.02.2018।

प्रमुख प्रकाशन

सिंहावलोकन

अन्य माध्यमिक बैटरी की तुलना में उच्च ऊर्जा घनत्व और बिजली घनत्व के कारण लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) उद्योगों के क्षेत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। हालांकि ईवी अनुप्रयोग के लिए बड़ी मात्रा में इलेक्ट्रोड सामग्री की भारी मांग मौजूद है, कई शोध समूह इलेक्ट्रोड सामग्री के बड़े पैमाने पर उत्पादन के बजाय बुनियादी (प्रयोगशाला पैमाने पर अनुसंधान एवं विकास) अनुसंधान पर ध्यान केंद्रित करते हैं। इसके विपरीत, एआरसीआई लागत प्रभावी प्रक्रियाओं द्वारा बड़े पैमाने पर नैनो-संरचित इलेक्ट्रोड सामग्री के विकास पर मुख्य रूप से ध्यान केंद्रित करता है। कैथोड सामग्री के बीच, LiFePO4 अपने उच्च ऊर्जा घनत्व, संरचनात्मक और तापीय स्थिरता के कारण इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों के लिए आशाजनक बन जाता है। ARCI ने सफलतापूर्वक एक तीव्र, विकसित किया है। सॉलिड-स्टेट हाई-एनर्जी मिलिंग तकनीक अपनाकर बड़े पैमाने पर इन-सीटू कार्बन कोटेड LiFePO4 (C-LFP) तैयार करने की सरल और लागत प्रभावी प्रक्रिया। इस प्रकार विकसित सी-एलएफपी उच्च चार्ज डिस्चार्ज क्षमता, उत्कृष्ट दर क्षमता और लंबी चक्रीय स्थिरता के संदर्भ में आशाजनक विद्युत रासायनिक गुणों को प्रदर्शित करता है और इसलिए यह उच्च ऊर्जा के साथ-साथ उच्च शक्ति घनत्व लिथियम-आयन बैटरी अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त हो सकता है। इस आविष्कार में सी-एलएफपी को संश्लेषित करने के लिए विकसित विधि में पाउडर की मिलिंग के लिए उपयोग की जाने वाली उच्च गतिज ऊर्जा प्रणाली के कारण लागत प्रभावी, एकल चरण और तेजी से प्रसंस्करण का लाभ है। उत्कृष्ट दर क्षमता और लंबी चक्रीय स्थिरता और इसलिए यह उच्च ऊर्जा के साथ-साथ उच्च शक्ति घनत्व लिथियम-आयन बैटरी अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त हो सकता है। इस आविष्कार में सी-एलएफपी को संश्लेषित करने के लिए विकसित विधि में पाउडर की मिलिंग के लिए उपयोग की जाने वाली उच्च गतिज ऊर्जा प्रणाली के कारण लागत प्रभावी, एकल चरण और तेजी से प्रसंस्करण का लाभ है। उत्कृष्ट दर क्षमता और लंबी चक्रीय स्थिरता और इसलिए यह उच्च ऊर्जा के साथ-साथ उच्च शक्ति घनत्व लिथियम-आयन बैटरी अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त हो सकता है। इस आविष्कार में सी-एलएफपी को संश्लेषित करने के लिए विकसित विधि में पाउडर की मिलिंग के लिए उपयोग की जाने वाली उच्च गतिज ऊर्जा प्रणाली के कारण लागत प्रभावी, एकल चरण और तेजी से प्रसंस्करण का लाभ है।

मुख्य विशेषताएं

• कार्बन कोटेड LiFePO4 (C-LFP) सामग्री के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए 2 किलो नैनो-पाउडर का उत्पादन करने वाली विधियों का उपयोग किया गया था।
• विधि किफायती सरल और मापनीय पाई गई।
• उत्पादित कैथोड के गुणों को ठीक करने की क्षमता है।
• वाणिज्यिक सी-एलएफपी के समतुल्य सी-एलएफपी का विद्युत रासायनिक प्रदर्शन और विधि स्केलेबल है।
• स्वदेशी सी-एलएफपी सामग्री का उपयोग कर प्रोटोटाइप एलआईबी कोशिकाओं का निर्माण और प्रदर्शन।

संभावित अनुप्रयोग

• इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए उच्च ऊर्जा घनत्व कैथोड
• समुद्री अनुप्रयोग के लिए उच्च शक्ति घनत्व कैथोड
• अन्य पोर्टेबल डिवाइस जहां एलआईबी का उपयोग किया जाता है।

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रयोगशाला पैमाने पर प्रदर्शन और स्थिरता को मान्य किया जाता है
• स्केल-अप सफलतापूर्वक किया गया है
• प्रायोगिक संयंत्र सुविधा का उपयोग करते हुए प्रोटोटाइप परीक्षण प्रक्रियाधीन है।

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• ली-आयन बैटरी और उसके उत्पाद के लिए इन-सीटू कार्बन कोटेड लिथियम आयरन फॉस्फेट कैथोड सामग्री के उत्पादन की विधि, एस. आनंदन, आर. विजय और टाटा एन. राव, भारतीय पेटेंट आवेदन संख्या 202011056608 दिनांक 28 दिसंबर 2020

प्रमुख प्रकाशन

सिंहावलोकन

सुपर कैपेसिटर को उनके तेज चार्ज-डिस्चार्ज समय, बहुत उच्च शक्ति घनत्व और लंबी जीवन चक्र अवधि के कारण आशाजनक ऊर्जा भंडारण उपकरणों के रूप में पहचाना गया है। यह व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है लेकिन व्यापक उपयोग उनकी उच्च लागत और कम ऊर्जा घनत्व से प्रतिबंधित है। उच्च निष्पादन कार्बन इलेक्ट्रोड की एक नई श्रेणी विकसित करके इन कमियों को कम किया जा सकता है, जिसमें कम प्रसंस्करण लागत वाले प्रचुर, सस्ते और पर्यावरण के अनुकूल संसाधनों से उत्पादित सामग्रियों का संयोजन शामिल है। एआरसीआई मुख्य रूप से सुपर कैपेसिटर एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त ग्रेफाइटिक संरचना के साथ विभिन्न जैव-कचरे को एक उच्च सतह क्षेत्र झरझरा कार्बन सामग्री में परिवर्तित करने के लिए बड़े पैमाने पर प्रक्रिया के विकास पर ध्यान केंद्रित करता है। एआरसीआई ने जूट स्टिक जैसे जैव-अपशिष्ट का उपयोग करके उच्च प्रदर्शन झरझरा कार्बन सामग्री का सफलतापूर्वक संश्लेषण किया। एक साधारण रासायनिक सक्रियण प्रक्रिया द्वारा सूती कपड़े। परिणामी कार्बन सामग्री वाणिज्यिक सक्रिय कार्बन सामग्री की तुलना में समाई, दर क्षमता और चक्रीय स्थिरता के संदर्भ में उत्कृष्ट सुपर कैपेसिटर प्रदर्शन प्रदान करती है। इसके अलावा, एआरसीआई ने एचपीसीएल के सहयोग से कम लागत वाली रासायनिक सक्रियण प्रक्रिया द्वारा पेट्रोलियम कोक (पेटकोक) से ग्राफीन जैसा सक्रिय झरझरा कार्बन विकसित किया है और वाणिज्यिक सुपरकैपेसिटर ग्रेड कार्बन की तुलना में इसके बेहतर विद्युत रासायनिक गुणों का प्रदर्शन किया है। तेल शोधन प्रक्रिया में उप-उत्पाद पेटकोक, एक समृद्ध कार्बन स्रोत सामग्री (> 90%) है और इसमें सल्फर अशुद्धता की महत्वपूर्ण मात्रा भी होती है। खतरनाक CO2 और SOx गैसों के उत्सर्जन के कारण सीमेंट और इस्पात उद्योगों में कम लागत वाले ईंधन के रूप में पेटकोक का उपयोग करने की पर्यावरणीय चिंता है। वैकल्पिक रूप से, ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोग के लिए पेटकोक का उपयोग उत्सर्जन की समस्या को कम करता है जबकि इसके लिए एक उच्च मूल्यवर्धन पाया जाता है। कोटिंग मशीन, सेमी-ऑटो वाइंडिंग मशीन, ग्रूविंग मशीन, सीलिंग मशीन, फ्लेटनिंग मशीन, इलेक्ट्रोलाइट फिलिंग मशीन आदि जैसे विभिन्न उपकरणों से युक्त एक सेमी-पायलट प्लांट ARCI में स्थापित किया गया है और बेलनाकार सुपरकैपेसिटर सेल के निर्माण के लिए कार्यात्मक है। कार्बन स्लरी बनाने के लिए किलोग्राम स्तर में सामग्रियों के बड़े पैमाने पर संश्लेषण को अनुकूलित किया गया है और लेपित इलेक्ट्रोड से प्राप्त जेली रोल टर्मिनलों के लिए बड़े क्षेत्र विद्युत संपर्क प्राप्त करने के लिए लेजर वेल्डेड हैं और पहले स्वदेशी 1200 एफ सुपरकैपेसिटर का प्रदर्शन किया है जो एक बेंचमार्क वाणिज्यिक सुपरकैपेसिटर के बराबर प्रदर्शन करता है। . तुलना के लिए, बाजार से प्राप्त वाणिज्यिक सुपरकैपेसिटर डिवाइस के प्रदर्शन को भी इसी तरह की प्रायोगिक स्थितियों के तहत मान्य किया गया था और स्वदेशी डिवाइस वाणिज्यिक डिवाइस के समान प्रदर्शन प्रदर्शित करता है। स्वदेशी सेल और वाणिज्यिक सेल दोनों के लिए 1 mV/s पर चक्रीय वोल्टामेट्री अध्ययन किए गए। समाई की गणना 1198 F 1 Amp पर की गई थी। 2.7 V के वोल्टेज विंडो के साथ स्वदेशी ARCI सेल के लिए। 5.01 Wh/Kg के ऊर्जा घनत्व के साथ स्वदेशी ARCI सेल के लिए संग्रहीत कुल ऊर्जा लगभग 1.2 Wh है, जबकि वाणिज्यिक उपकरण के लिए संग्रहीत ऊर्जा लगभग 1.18 Wh है जिसका ऊर्जा घनत्व है 4.5 क/किग्रा. समाई की गणना 1198 F 1 Amp पर की गई थी। 2.7 V के वोल्टेज विंडो के साथ स्वदेशी ARCI सेल के लिए। 5.01 Wh/Kg के ऊर्जा घनत्व के साथ स्वदेशी ARCI सेल के लिए संग्रहीत कुल ऊर्जा लगभग 1.2 Wh है, जबकि वाणिज्यिक उपकरण के लिए संग्रहीत ऊर्जा लगभग 1.18 Wh है जिसका ऊर्जा घनत्व है 4.5 क/किग्रा. समाई की गणना 1198 F 1 Amp पर की गई थी। 2.7 V के वोल्टेज विंडो के साथ स्वदेशी ARCI सेल के लिए। 5.01 Wh/Kg के ऊर्जा घनत्व के साथ स्वदेशी ARCI सेल के लिए संग्रहीत कुल ऊर्जा लगभग 1.2 Wh है, जबकि वाणिज्यिक उपकरण के लिए संग्रहीत ऊर्जा लगभग 1.18 Wh है जिसका ऊर्जा घनत्व है 4.5 क/किग्रा.

मुख्य विशेषताएं

• एक साधारण रासायनिक सक्रियण प्रक्रिया द्वारा झरझरा कार्बन का सुगम संश्लेषण
• ग्राफीन जैसे संरचित कार्बन, उच्च सतह क्षेत्र, बड़े ताकना मात्रा
• प्रचुर मात्रा में ठोस अपशिष्ट का उपयोगी कार्बन सामग्री में रूपांतरण
• वाणिज्यिक कार्बन की तुलना में विशिष्ट समाई, दर क्षमता और चक्रीय स्थिरता
• उच्च ऊर्जा घनत्व आधारित सुपरकैपेसिटर
• स्केलेबल निर्माण प्रक्रिया
• पहला स्वदेशी 1200 एफ सुपरकैपेसिटर

संभावित अनुप्रयोग

• ऑटोमोटिव परिवहन (इलेक्ट्रिक बस, इलेक्ट्रिक साइकिल, इलेक्ट्रिक कार)
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (वोल्टेज स्टेबलाइजर, ग्रिड पावर बफर, स्ट्रीट लैंप)
• ऊर्जा वसूली (ट्राम, क्रेन, ट्रैक्टर)
• स्टैटिक रैंडम-एक्सेस मेमोरी (SRAM) के लिए मेमोरी बैकअप

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रयोगशाला पैमाने पर झरझरा कार्बन का संश्लेषण और विद्युत रासायनिक प्रदर्शन
• बायो-वेस्ट से झरझरा कार्बन का स्केल-अप चल रहा है

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• के. नानाजी, वी. पवन श्रीनिवास, एस. आनंदन, टी. नरसिंह राव, के. नारायणन, बी. रामचंद्र राव और एम. प्रमाणिक "पेट्रोलियम कोक से नैनोपोरस ग्राफीन शीट जैसी संरचित उच्च और निम्न सतह क्षेत्र कार्बन शीट बनाने की विधि (पेटेंट संख्या: संख्या 202011007399 दिनांक 20/2/2020)।
• एस. आनंदन, के. नानाजी, और टी. नरसिंह राव, "ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों और उसके उत्पाद के लिए जूट स्टिक आधारित जैव-अपशिष्ट से संरचित नैनोपोरस कार्बन सामग्री जैसे ग्राफीन के उत्पादन की विधि" (पेटेंट संख्या: संख्या ई-2/ 276//2018/डीईएल दिनांक 16/2/2018)।
• मणि कार्तिक, रावुला विजय, टाटा नरसिंह राव, "सुपरकैपेसिटर अनुप्रयोगों और उसके उत्पाद के लिए झरझरा कण-फाइबर कार्बन कंपोजिट बनाने की विधि (पेटेंट संख्या: संख्या 202011027265 दिनांक 26/06/2020)।

प्रमुख प्रकाशन

• के. नानाजी, वरदराजू यूवी, टाटा एन. राव, एस. आनंदन "अल्ट्राफास्ट सुपरकैपेसिटर एप्लिकेशन के लिए बायोवेस्ट से नैनोपोरस ग्राफीन शीट्स का मजबूत, पर्यावरणीय रूप से सौम्य संश्लेषण", एसीएस सस्टेनेबल केमिस्ट्री एंड इंजीनियरिंग, 2019, 7, 2516-2529।
• के नानाजी, हरि मोहन। ई, शारदा वी. बी, वरदराजु यूवी, एन. राव टाटा, आनंदन। एस, "लिथियम आयन बैटरी के लिए एक कुशल इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में एक कदम संश्लेषित पदानुक्रमित गोलाकार झरझरा कार्बन", सामग्री पत्र, 2019, 237, 156-160।
• के. नानाजी, टाटा एन. राव, वरदराजू यूवी, एस. आनंदन, "जूट की छड़ें बेहतर विद्युत रासायनिक गुणों के साथ ली-आयन बैटरी एनोड सामग्री के रूप में उपन्यास ग्रेफाइटिक झरझरा कार्बन नैनो शीट प्राप्त करती हैं" इंटरनेशनल जर्नल ऑफ एनर्जी रिसर्च, 2020, 44, 2289- 2297
• एम. विजयकुमार, ए. भारतीशंकर, डीएस रोहिता, के. नानाजी, टाटा एन. राव, एम. कार्तिक, "अचीविंग हाई वोल्टेज एंड एक्सीलेंट रेट कैपेसिटी सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोड्स डेरिव्ड फ्रॉम बायो-रिन्यूएबल एंड सस्टेनेबल रिसोर्स" केमिस्ट्रीसेलेक्ट, 2020, 5, 8759 -8772.
• ई. हरि मोहन, के. नानाजी, एस. आनंदन, बी.वी. अप्पा राव, टाटा एन. राव "उच्च सल्फर लोडिंग के साथ झरझरा ग्रेफाइटिक कार्बन शीट्स और ली-एस बैटरियों के उन्नत प्रदर्शन के लिए पॉलीसल्फाइड प्रजातियों के दोहरे परिशोधन" सामग्री विज्ञान के जर्नल, 2020, 55, 16659-16673।
• टी. मित्रविंदा, के.नानाजी, एस. आनंदन, ए. ज्योतिर्मयी, च. साई किरण, टाटा एन राव, चंद्र शर्मा, "एक बेहतर सुपरकैपेसिटर प्रदर्शन के लिए मकई रेशम व्युत्पन्न नैनोपोरस कार्बन का सहज संश्लेषण", जर्नल ऑफ द इलेक्ट्रोकेमिकल सोसाइटी, 2018, 165 (14), ए3369-ए3379।
• ई. हरि मोहन, के. नानाजी, एस. आनंदन, एसवी बुलुसु, बीवी अप्पा राव, टीएन राव, बेहतर दर क्षमता के साथ सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में वन-स्टेप इंड्यूस्ड पोरस ग्रेफाइटिक कार्बन शीट्स, सामग्री पत्र, 2019, 236, 205-209
• मनवलन विजयकुमार, अम्मैयप्पन भारतीशंकर, दुग्गीराला श्री रोहिता, टाटा नरसिंह राव, मणि कार्तिक, रियल-टाइम सुपरकैपेसिटर एप्लिकेशन के लिए बायोमास वेस्ट को हाई परफॉरमेंस सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोड में बदलना, एसीएस सस्टेनेबल केमिस्ट्री एंड इंजीनियरिंग, 2019, 7, 17175-17185।
• मनावलन विजयकुमार, रविचंद्रन संतोष, ज्योतिर्मयी अडुरु, टाटा नरसिंह राव, मणि कार्तिक, सक्रिय कार्बन फाइबर उच्च प्रदर्शन वाले सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोड के रूप में वाणिज्यिक स्तर के द्रव्यमान लोडिंग के साथ, कार्बन, 2018, 140, 465-476।
• के. नानाजी, ए. ज्योतिर्मयी, यूवी वरदराजू, टाटा एन. राव, एस. आनंदन, "बढ़ी दर क्षमता वाले सुपरकैपेसिटर के लिए ईआईएसए प्रक्रिया द्वारा फरफ्यूरिल अल्कोहल-ब्यूटेनॉल सिस्टम से मेसोपोरस कार्बन का सहज संश्लेषण", मिश्र और यौगिक जर्नल, 2017 , 723, 488-497
• के. नानाजी, वरदराजू यूवी, टाटा एन. राव, एस. आनंदन, "सुपरकैपेसिटर और लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए बेहतर इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन के साथ पोर आकार इंजीनियर्ड थ्री डायमेंशनल ऑर्डर्ड मेसोपोरस कार्बन्स" रसायन चयन, 2019, 4, 10104 -10112

सिंहावलोकन

श्य-प्रकाश सक्रिय सामग्री विकासात्मक गतिविधि के भाग के रूप में, अत्यधिक दृश्यमान प्रकाश सक्रिय फोटोकैटलिस्ट्स, कार्बन युक्त टाइटेनियम डाइऑक्साइड नैनोस्ट्रक्चर सामग्री पर आधारित, इन-सीटू लयोथर्मल प्रक्रिया द्वारा C-TiO2 कोर-शेल नैनोकणों को फोटो उत्प्रेरक स्वयं सफाई अनुप्रयोगों के लिए संश्लेषित किया गया है। दृश्य-प्रकाश रोशनी के तहत गैस चरण एसीटैल्डिहाइड (CH3CHO) के अपघटन के लिए दृश्य प्रकाश फोटोकैटलिस्ट्स शामिल कपड़े की स्व-सफाई संपत्ति का मूल्यांकन किया गया है। वाणिज्यिक TiO2 के साथ न तो CH3CHO की सांद्रता में कमी देखी गई और न ही CO2 की सांद्रता में वृद्धि देखी गई। इसके विपरीत, समग्र (कार्बन नैनोकणों के साथ टीओओ 2) के लिए एसीटैल्डिहाइड का पूर्ण अपघटन इनडोर और आउटडोर प्रकाश की रोशनी के तहत शामिल कपड़े।

मुख्य विशेषताएं

• इन-सीटू लियोथर्मल प्रक्रिया द्वारा अत्यधिक दृश्यमान प्रकाश सक्रिय फोटोकैटलिस्ट्स, सी-टीआईओ2 कोर-शेल नैनोकणों के उत्पादन की एक विधि।
• वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (गैसीय एसीटैल्डिहाइड) के अपघटन के लिए C-TiO2 शामिल कपड़ा कपड़े की फोटोकैटलिटिक स्वयं सफाई संपत्ति का मूल्यांकन।
• यूवी, दृश्यमान और सौर प्रकाश रोशनी के तहत वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों के अपघटन के लिए C-TiO2 के फोटोकैटलिटिक प्रदर्शन वाणिज्यिक दृश्य-प्रकाश संचालित फोटोकैटलिस्ट्स के बराबर हैं।

संभावित अनुप्रयोग

• वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों को हटाने के लिए स्व-सफाई अनुप्रयोग (कपड़ा, पेंट)।
• जीवाणुरोधी (अस्पताल) आवेदन

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• कार्बन युक्त दृश्यमान-प्रकाश सक्रिय टाइटेनियम डाइऑक्साइड नैनोसंरचना सामग्री को संश्लेषित करने के लिए एक सरल, लागत प्रभावी और बड़े पैमाने पर प्रक्रिया विकसित की
• गैसीय एसीटैल्डिहाइड के स्व-सफाई फोटोकैटलिटिक अपघटन के लिए मूल्यांकन किए गए प्रोटोटाइप नमूने (C-TiO2 शामिल कपड़ा कपड़े) के लिए सफलतापूर्वक मूल्यांकन किया गया।

Self-cleaning performance of modified titania coated fabric under In-door light illumination.

Self-cleaning performance of modified titania coated fabric under outdoor light illumination.

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• दृश्यमान प्रकाश सक्रिय फोटोकैटलिटिक स्व-सफाई अनुप्रयोगों के लिए नैनोसंरचित C-TiO2 समग्र सामग्री के उत्पादन की विधि, भारतीय पेटेंट आवेदन संख्या 201811011478 दिनांक 28 मार्च, 2018।
• जीवाणुरोधी अनुप्रयोगों के लिए कुशल ZnO- आधारित दृश्य-प्रकाश-चालित फोटोकैटलिस्ट ” ACS Appl। मेटर। हस्तक्षेप। 6, 13138-13148, 2014।
• दृश्य-प्रकाश फोटोकैटलिटिक गतिविधि में सुधार के लिए इन-सीटू सह-उत्प्रेरक संशोधित Ti3+-सेल्फ डॉप्ड TiO2 के विकास के लिए सुगम एक कदम मार्ग, ACS Appl। मेटर। हस्तक्षेप। 8,27642-27653, 2016।
• उन्नत दृश्य प्रकाश फोटोकैटलिटिक गतिविधि के लिए Ag डोप्ड Ag संशोधित TiO2 में कुशल चार्ज ट्रांसफर के लिए ऊर्जा स्तर मिलान, जे मिश्र और यौगिक, 794, 662-671, 2019

सिंहावलोकन

टंगस्टन आधारित संरचनात्मक घटकों को उच्च तापमान पर गर्म रोलिंग के बाद गर्म दबाव/सिंटरिंग द्वारा तैयार टंगस्टन से व्यावसायिक रूप से तैयार किया जा रहा है। ऐसे घटकों के निर्माण के लिए ब्लेंडिंग, मिलिंग, रिडक्शन और स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग से युक्त एक वैकल्पिक सरल पीएम प्रसंस्करण मार्ग को अपनाया जा सकता है। इस तरह के प्रसंस्करण का लाभ समान वितरण के साथ ठीक अनाज के आकार को बनाए रखना है और अनाज की कोई असामान्य वृद्धि नहीं होती है, जिससे निसादित घटकों में बेहतर कठोरता और शक्ति आती है। हॉट रोल्ड घटकों के समान गुणों को प्राप्त करने में एडिटिव्स की भूमिका महत्वपूर्ण पाई गई। पाउडर संरचना और प्रसंस्करण की स्थिति को अनुकूलित किया गया था।

मुख्य विशेषताएं

• 10 मिमी मोटाई तक 20, 50 और 95 मिमी व्यास के आकार में निर्मित
• घनत्व 98.5% सैद्धांतिक अनाज आकार 2-3 माइक्रोन के साथ
• कठोरता > 450 एचवीएन और टीआरएस ≥ 750 एमपीए हासिल किया
• गुणों को प्राप्त करने में योगज महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं
• मिलिंग, रिडक्शन और सिंटरिंग चरण शामिल हैं
• व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए स्केल अप प्रक्रिया
• डब्ल्यू-घटकों के निर्माण के लिए वैकल्पिक पीएम आधारित मार्ग

संभावित अनुप्रयोग

• सामरिक अनुप्रयोग

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रसंस्करण और गुण प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य हैं
• कूपन स्तर का प्रदर्शन किया
• स्केल अप तकनीक उपलब्ध है

W-plates fabricated by SPS

EBSD showing fully dense fine grained microstructure

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• दिब्येंदु चक्रवर्ती, पीवीवी श्रीनिवास और आर विजय, 'घटक बनाने के लिए स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग तकनीक द्वारा टंगस्टन आधारित समग्र शीट बनाने की विधि', भारतीय पेटेंट आवेदन संख्या। 201911014933, दि. 13.04.2019
• टंगस्टन-आधारित नैनोकंपोजिट्स में अल्ट्राहाई ट्रांसवर्स रप्चर स्ट्रेंथ मिनिमल लैटिस मिसफिट और डुअल माइक्रोस्ट्रक्चर, इंट के साथ। जे रेफरी। धातु नई सामग्री। 95, 105454, 2021।

सिंहावलोकन

दंत प्रत्यारोपण के लिए टाइटेनियम और इसके मिश्र धातु सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री हैं। यद्यपि इन मिश्र धातुओं का जैविक प्रदर्शन बेहद अच्छा है, टाइटेनियम प्रत्यारोपण के साथ संभावित प्रतिरक्षाविज्ञानी और सौंदर्य संबंधी समस्याएं हैं। वर्तमान में टाइटेनियम मिश्र धातुओं को बदलने के लिए जिस सामग्री की खोज की जा रही है, वह अपने दांत जैसे रंग, कठोरता, कठोरता, संक्षारण प्रतिरोध और ऑसियोइंटीग्रेशन के कारण येट्रिया-स्टैबिलाइज्ड ज़िरकोनिया (YSZ) है। हालाँकि, शरीर के तरल पदार्थ की उपस्थिति में YSZ की दीर्घकालिक स्थिरता की कमी एक बड़ा नुकसान है। इनमें से प्रत्येक सामग्री के लाभों को प्राप्त करने और उनकी कमियों को दूर करने के लिए, टीआई-मिश्र धातु/ज़िरकोनिया की कार्यात्मक रूप से वर्गीकृत सामग्री (एफजीएम) को स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग (एसपीएस) प्रक्रिया का उपयोग करके विकसित किया गया था। उनके भौतिक और यांत्रिक गुण, माइक्रोस्ट्रक्चर विश्लेषण और इन-विट्रो बायोकम्पैटिबिलिटी परीक्षण किए गए और मौजूदा वाणिज्यिक प्रत्यारोपणों के साथ तुलना की गई। टीआई-मिश्र धातु/ज़िरकोनिया द्वि-परत घटक ने व्यावसायिक रूप से उपलब्ध दंत प्रत्यारोपण के बराबर शक्ति, कठोरता और साइटोटॉक्सिसिटी, हेमोलिसिस और सेल प्रसार जैसे इन-विट्रो जैविक गुणों जैसे उत्कृष्ट यांत्रिक गुण उत्पन्न किए।

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• 1. आर. जयश्री, के. राघव, एम. सदाशिवम, पीवीवी श्रीनिवास, आर. विजय, केजी प्रदीप, टीएन राव, डी. चक्रवर्ती, "स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग द्वारा दंत प्रत्यारोपण के लिए द्विपरत धातु-सिरेमिक घटक," मेटर। लेट. 344, 134403, 2023।
• द्विस्तरीय दंत प्रत्यारोपण और उसकी तैयारी की प्रक्रिया, पेटेंट आवेदन संख्या। 202341014475 दिनांक 03-03-2023.

सिंहावलोकन

इलेक्ट्रोकैटलिस्ट पानी से हाइड्रोजन के कम लागत वाले उत्पादन की अनुमति देता है। हालांकि, जल इलेक्ट्रोलिसिस को हाइड्रोजन उत्पादन और दीर्घकालिक प्रतिक्रिया को गति देने के लिए प्लैटिनम की आवश्यकता होती है। बड़े पैमाने पर क्षेत्र में प्लेटिनम का उपयोग कम प्रचुरता और उच्च लागत सीमा। इसलिए, हाइड्रोजन उत्पादन के लिए कम लागत और कुशल विद्युत उत्प्रेरक की खोज बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन ईंधन उत्पादन के लिए एक पूर्वापेक्षा है। MoS2, WS2, MoSe2 जैसे 2D लेयर्ड ट्रांजिशन मेटल डाइक्लोजेनाइड्स और इसके कंपोजिट सिस्टम हाइड्रोजन जनरेशन के लिए बेहतर कैटेलिटिक एक्टिविटी दिखाते हैं। ये सिस्टम बहुतायत, आसानी से संश्लेषित करने योग्य, कम लागत और पर्यावरण-मित्रता का लाभ दिखाते हैं।

मुख्य विशेषताएं

• पर्यावरण के अनुकूल 2डी स्तरित इलेक्ट्रोकैटलिस्ट - MoS2, MoSe2, हाइब्रिड, डोप्ड सिस्टम
• आसान स्केलेबल संश्लेषण प्रक्रिया
• बल्क MoS2 के संदर्भ में बेहतर हाइड्रोजन विकास दक्षता, और प्लेटिनम के साथ प्रतिस्पर्धी के रूप में

संभावित अनुप्रयोग

• ऊर्जा उत्पादन - हाइड्रोजन उत्पादन
• ऑटोमोटिव- स्नेहक, ली-बैटरी और सुपरकैपेसिटर।
• सेंसर अनुप्रयोग-लचीला/पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स।

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रयोगशाला पैमाने पर इलेक्ट्रोकैटलिटिक हाइड्रोजन पीढ़ी।
• अनुरूपित स्थितियों में परीक्षण का कूपन स्तर

(a) SEM image of synthesized 2D layers MoS2 nanosheets; and (b) Efficient electrocatalytic hydrogen generation using nanosheet MoS2 - at coupon level.

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• गुप्ता, जे., दास डी. और, बोर्से, पीएच, नैनोशीट्स डेकोरेटेड एमओएस2 माइक्रो बॉल्स: इफेक्ट ऑफ 1टी/2एच कम्पोजीशन, केमिस्ट्री सेलेक्ट 2020; 15 (38), 11764-11768
• पारीक ए., डोम, आर, गुप्ता जे, चंद्रन जे, एडेपु वी. और बोर्स, पीएच इनसाइट्स इनटू रिन्यूएबल हाइड्रोजन एनर्जी: रीसेंट एडवांस एंड प्रॉस्पेक्ट्स। ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के लिए सामग्री विज्ञान 2020;3: 319-327

सिंहावलोकन

ऑस्टेनिटिक स्टील्स में ऑक्साइड डिस्पर्सन स्ट्रेंथेंड (ओडीएस) उच्च तापमान शक्ति और रेंगने, थकान, ऑक्सीकरण और गर्म जंग के प्रतिरोध के साथ संपन्न हैं। इसलिए, ये स्टील्स अल्ट्रा-सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइनों के लिए संभावित उम्मीदवार हैं, जो लगभग 700 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के संपर्क में हैं। ओडीएस स्टील्स के उच्च तापमान गुण महीन दाने वाले माइक्रोस्ट्रक्चर, नैनोसाइज्ड ऑक्साइड (Y-Ti-O कॉम्प्लेक्स) डिस्पेरोइड्स और उच्च तापमान पर माइक्रोस्ट्रक्चर की स्थिरता के कारण होते हैं। एआरसीआई ने गैस टर्बाइनों के लिए अल्ट्रा-सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइन, हाई-प्रेशर कंप्रेसर और लो-प्रेशर टर्बाइन ब्लेड के लिए ब्लेड के निर्माण के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास और प्रदर्शन के लिए प्रमुख कार्यक्रम शुरू किए हैं।

मुख्य विशेषताएं

• उच्च ऑपरेटिंग तापमान 650-700 डिग्री सेल्सियस
• उच्च उपज शक्ति और रेंगना प्रतिरोध
• निकल आधारित सुपर मिश्र धातुओं को बदलने के लिए संभावित उम्मीदवार
• निर्माण प्रक्रियाओं की स्थापना की

संभावित अनुप्रयोग

• अल्ट्रा सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइन के लिए ब्लेड
• उच्च दबाव कंप्रेसर और गैस टर्बाइनों के कम दबाव टरबाइन ब्लेड
• अन्य उच्च तापमान अनुप्रयोगों

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• पायलट पैमाने पर निर्माण प्रक्रियाओं की स्थापना की
• <प्रोटोटाइप स्तर पर प्रदर्शन और स्थिरता सत्यापन चल रहा है/li>

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• के. सुरेश, एम. नागिनी, आर. विजय, एम. रामकृष्ण, रवि सी. गुंडकरम, ए.वी. रेड्डी और जी. सुंदरराजन, ऑक्साइड फैलाव के माइक्रोस्ट्रक्चरल अध्ययन ने ऑस्टेनिटिक स्टील्स को मजबूत किया, मेटर। डिजाइन, 110 (2016) 519-525।

सिंहावलोकन

उच्च विशिष्ट समाई और चक्र स्थिरता के साथ नवीकरणीय पवन और सौर ऊर्जा सुपरकैपेसिटर में प्रत्याशित वृद्धि के साथ ऊर्जा भंडारण आवश्यकताओं को संतुलित करने की मांग बढ़ रही है। NiCo2O4 आधारित इलेक्ट्रोड सामग्री उत्कृष्ट विद्युत रासायनिक प्रदर्शन और उच्च सैद्धांतिक विशिष्ट समाई मूल्यों के साथ HEV और बैक-अप सिस्टम जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उभरते उपकरण के रूप में काम करती है। इसके अलावा, नियोजित सामग्री और उपयोग किए गए उपकरण दोनों के संबंध में इलेक्ट्रोडपोजिशन संश्लेषण का एक लागत प्रभावी तरीका है। प्रौद्योगिकी का उद्देश्य व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए उपकरण के निर्माण के साथ-साथ सुपरकैपेसिटर के लिए बाइंडर मुक्त इलेक्ट्रोडेपोसिटेड NiCo2O4 इलेक्ट्रोड सामग्री का संश्लेषण करना है।

मुख्य विशेषताएं

• लागत प्रभावी संश्लेषण रणनीति
• उच्च विशिष्ट धारिता (1977 एफ/जी आधी सेल द्वारा 1 ए/जी पर और 91.5 एफ/जी पूर्ण सेल द्वारा 0.5 ए/जी पर)
• उच्च शक्ति घनत्व (7.5 kW/kg 10 A/g पर)
• ASC का अच्छा कैपेसिटिव रिटेंशन (5000 चक्रों के लिए 74% रिटेंशन)

संभावित अनुप्रयोग

• स्टार्ट-स्टॉप सिस्टम
• एचईवी के
• यूपीएस और बैक-अप सिस्टम
• इलेक्ट्रानिक्स
• प्रयोगशाला पैमाने पर 5000 चक्रों के लिए एएससी उपकरण के प्रदर्शन और स्थिरता की पुष्टि की गई है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

Morphology and Electrochemical Characterizations

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

सिंहावलोकन

बढ़ी हुई ऊर्जा घनत्व वाले जलीय सुपरकैपेसिटर उनके गैर विषैले और पर्यावरणीय सौम्यता के लिए बहुत आवश्यक हैं। मेटल ऑक्साइड आधारित स्यूडोकैपेसिटर फैराडिक भागीदारी के साथ जलीय इलेक्ट्रोलाइट की संभावित विंडो को 1.0 V से अधिक बढ़ाकर डिवाइस की विशिष्ट धारिता और ऊर्जा घनत्व को बढ़ाते हैं। मैंगनीज ऑक्साइड अपनी उच्च विशिष्ट क्षमता, गैर-विषाक्तता, पृथ्वी की प्रचुरता और पर्यावरणीय अनुकूलता के कारण सुपरकैपेसिटर में इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग की जाने वाली ऑक्साइड सामग्री के बीच एक आकर्षक सामग्री है। वर्तमान कार्य में, β-MnO2 नैनोस्ट्रक्चर को बाइंडर और एडिटिव-फ्री इलेक्ट्रोड के रूप में सक्रिय कार्बन पेपर पर इलेक्ट्रोड किया गया है। इसके अलावा, KI के विभिन्न दाढ़ अनुपातों के साथ ASC का निर्माण करके इलेक्ट्रोलाइट में रेडॉक्स मध्यस्थ के प्रभाव का आकलन किया जाता है।

मुख्य विशेषताएं

• आर्थिक संश्लेषण रणनीति
• वाइड सक्रिय वोल्टेज खिड़की
• 3.28 kW/kg की शक्ति घनत्व पर 38.31 Wh/kg की ऊर्जा घनत्व
• 10,000 निरंतर सीडी चक्रों के लिए 83.3% की उत्कृष्ट क्षमता प्रतिधारण

संभावित अनुप्रयोग

• स्टार्ट-स्टॉप सिस्टम
• एचईवी के
• यूपीएस और बैक-अप सिस्टम
• इलेक्ट्रानिक्स
• एएससी उपकरण के प्रदर्शन और 10000 चक्रों के लिए अच्छे प्रतिधारण को प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य किया गया है।

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

FESEM image, CV and CD ofMnO2 device

सिंहावलोकन

COVID-19 महामारी से लड़ने के लिए आवश्यक व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण के रूप में मास्क एक प्रमुख भूमिका निभा रहे हैं। Ag-Cu/CuO नैनोकणों को फ्लेम स्प्रे पाइरोलिसिस (FSP) और इलेक्ट्रोलेस कोटिंग प्रक्रिया द्वारा संश्लेषित नैनोपाउडर का उपयोग करके नैनो-सस्पेंशन कोटिंग्स सहित दो अलग-अलग प्रक्रियाओं द्वारा कपड़ों पर लेपित किया गया है। चित्र 1(a) में दर्शाए अनुसार प्रदर्शन के लिए प्रोटोटाइप मास्क तैयार किए जाते हैं। दोनों प्रक्रियाओं द्वारा कपड़े पर बहुत समान कोटिंग प्राप्त की गई है (चित्र 1 (बी))। जैसा कि चित्र (c) और एंटी-वायरल (SARS CoV-2) प्रभावकारिता में दिखाया गया है, नैनोपार्टिकल्स कोटेड कपड़ों को उनकी जीवाणुरोधी प्रभावकारिता के लिए ASTM E2315 (30 सेकंड में बैक्टीरिया का 99.7% कीटाणुशोधन) का उपयोग करके परीक्षण किया जाता है।

मुख्य विशेषताएं

• स्केलेबल प्रक्रिया
• जीवाणुरोधी प्रभावकारिता: 30 सेकंड में 99.7%
• गैर-लेपित कपड़े की तुलना में एंटी-वायरल (SARS CoV-2 प्रभावकारिता: )> 75%
• प्रभावी लागत

संभावित अनुप्रयोग

• स्व-कीटाणुशोधन मुखौटा
• व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई)
• अस्पताल कपड़ा

प्रौद्योगिकी तैयारी स्तर (TRL)

• स्केल-अप टू पायलट स्केल
• जीवाणुरोधी और एंटीवायरल प्रभावकारिता के लिए मान्य

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

Figure 1: (a) Prototype masks showing nanoparticle coated fabric, (b) (b) FESEM images of nanoparticle coated fabrics and (c) Antibacterial testing of nanoparticle coated fabrics using ASTM E2315 (d) anti-viral efficacy of nanocoated fabric.

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

सिंहावलोकन

मानक निस्पंदन माध्यम पर पॉलिमर नैनोफाइबर कोटिंग्स ने ऑटोमोटिव एयर फिल्टर के प्रदर्शन में काफी सुधार किया है। अत्यंत उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र के साथ 500 एनएम से कम व्यास वाले नैनोफाइबर, पर्याप्त सरंध्रता और छोटे छिद्र उन्हें उच्च निस्पंदन दक्षता और न्यूनतम दबाव ड्रॉप के साथ धूल धारण क्षमता के कारण उच्च प्रदर्शन वाले एयर फिल्टर के लिए उपयुक्त उम्मीदवार बनाते हैं। उच्च सतह से आयतन अनुपात के कारण 0.5 माइक्रोमीटर से कम के क्रम में छोटे कणों को आसानी से इलेक्ट्रो स्पून नैनोफाइबर में फंसाया जा सकता है।

मुख्य विशेषताएं

• उच्च सतह क्षेत्र  
• उच्च निस्पंदन दक्षता  
• उच्च सतह सामंजस्य  
• सरल और स्केलेबल निर्माण प्रक्रिया  
• एआरसीआई में वर्तमान उत्पादकता: 500X1000 वर्ग मिमी/मिनट

संभावित अनुप्रयोग

• ऑटोमोटिव एयर फिल्टर  
• खनन वाहन केबिन एयर फिल्टर

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• प्रयोगशाला पैमाने पर प्रदर्शन और स्थिरता को मान्य किया जाता है  
• उद्योग में प्रदर्शन का परीक्षण किया गया था।

Nanofibers covers the micron size pores of base medium and traps the fine particles.

Performance characteristic of nanofiber coatings.

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• फिल्ट्रेशन में पाइकोनोमीटर का उपयोग करके नैनोफाइबर मैट में सरंध्रता के मापन के लिए एक उपन्यास विधि", एस. सुधाकर सरमा, टीएनआरओ, जर्नल ऑफ इंजीनियर्ड फाइबर्स एंड फैब्रिक, वॉल्यूम 8, अंक 4,2013।  
• निस्पंदन में जीवाणुरोधी अनुप्रयोगों के लिए यौगिक नैनोफाइबर का निर्माण, एस. सुधाकर सरमा, आईजेटीएई, वॉल्यूम 4, अंक 5, 2014।

सिंहावलोकन

स्वयं सफाई के लिए एआरसीआई में टाइटेनियम डाइऑक्साइड आधारित एक नई सामग्री विकसित की गई है। टिटानिया कण आकार में माइक्रोमीटर होते हैं लेकिन नैनोस्ट्रक्चर के कारण सभी विशेष गुण होते हैं। यह नैनोटॉक्सिकोलॉजी से संबंधित किसी भी जोखिम को काफी कम करता है और फिर भी नैनो आकार के सभी लाभ प्रदान करता है जो इसे प्रसंस्करण, संचालन और उपयोग के लिए सुरक्षित बनाता है। माइक्रोन आकार के टिटानिया क्षेत्रों को एक प्रमुख भाग के रूप में रूटाइल चरणबद्ध टिटानिया नैनो रॉड्स की स्वयं असेंबली द्वारा तैयार किया जाता है और इसकी सतह पर एनाटेज चरणबद्ध टिटानिया और चांदी या चांदी क्लोराइड के कणों से सजाया जाता है। यह संरचना और आकारिकी बहु-कार्यक्षमता को जन्म देती है जैसे कि स्व-सफाई, रोगाणुरोधी, यूवी संरक्षण और ब्राइटनर। यह उत्पाद "स्वयं सफाई" संपत्ति में अपनी उच्च दक्षता के लिए सिद्ध हुआ है। इस तकनीक को एक भारतीय उद्योग को हस्तांतरित किया गया और कपड़ा अनुप्रयोगों के लिए सफलतापूर्वक व्यावसायीकरण किया गया। एक ही सामग्री को कई अन्य अनुप्रयोगों में बढ़ाया जा सकता है।

मुख्य विशेषताएं

• न्यूट्रल पीएच में टिटानिया माइक्रोस्फीयर सस्पेंशन पानी में
• कुशल फोटोकैटलिस्ट
• विरोधी बैक्टीरियल
• यूवी अवशोषक
• दर्शनीय प्रकाश परावर्तक
• सरल और स्केलेबल रासायनिक संश्लेषण
• नई प्रक्रिया जिसके लिए पेटेंट लागू किया गया है

संभावित अनुप्रयोग

• स्वयं सफाई वस्त्र
• वायु शोधन
• जल शोधन
• कार्बनिक प्रवाह उपचार  
• दीवारों की स्वयं सफाई के लिए बाहरी भवन पेंट में योज्य

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• स्वयं सफाई और प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य अन्य गुण
• प्रयोगशाला पैमाने पर स्थापित प्रति बैच उत्पादन 200 ग्राम तक स्केल-अप
• कपड़ा अनुप्रयोग के लिए सफलतापूर्वक व्यावसायीकरण किया गया  

SEM Image of Titania Microspheres

Methylene blue dye degradation by photocatalytic activity • 2 wt% TiO2 suspension • 0.48% Methylene Blue • Exposed to morning sunlight

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• भारतीय पेटेंट संख्या 282988: अत्यधिक स्थिर जलीय नैनो टिटानिया निलंबन के उत्पादन की बेहतर विधि, नेहा यशवंत हेबलकर और टाटा नरसिंह राव
• भारतीय पेटेंट 291408: जीवाणुरोधी और स्वयं सफाई सतहों के लिए उपयोगी द्वि-कार्यात्मक सिलिका कणों की तैयारी के लिए बेहतर प्रक्रिया, नेहा हेबलकर, टाटा नरसिंह राव, आवेदन संख्या 3071/DEL/2010
• भारतीय पेटेंट सं. 291408: मल्टीफंक्शनल, सेल्फ असेम्बली, मिक्स्ड फ़ेस टाइटेनिया स्फेयर बनाने की विधि, नेहा हेबलकर, टाटा एन. राव

अवलोकन

कम खुराक, मिट्टी की बहाली, फॉस्फोरस पोषक तत्वों के संरक्षण और आयात में कमी के लिए नैनो उर्वरक नई पीढ़ी के उर्वरक के रूप में उभर रहे हैं। नैनो डाय-अमोनियम फॉस्फेट उर्वरक (एन-डीएपी) विकसित किया गया है और इसकी प्रभावकारिता को प्रयोगशाला स्तर पर सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया गया है। एन-डीएपी को रासायनिक संरचना में बदलाव किए बिना एआरसीआई में एक नवीन क्रायो-मिलिंग प्रक्रिया द्वारा तैयार किया गया था, और हैदराबाद विश्वविद्यालय में परीक्षण किया गया था। एआरसीआई में उत्पादित नैनो-आकार की डीएपी का कण आकार व्यावसायिक रूप से उपलब्ध डीएपी (सी-डीएपी) की तुलना में 5000 गुना कम और विशिष्ट सतह क्षेत्र 14000 गुना अधिक है। एन-डीएपी ने मोनोकोट (गेहूं) और डाइकोट (टमाटर) पौधों की वृद्धि को बढ़ाया। सी-डीएपी की तुलना में 75% कम इनपुट के लिए एन-डीएपी के साथ उच्च पत्ती बायोमास, लंबी शाखा, छोटी जड़ और असाधारण प्रभावकारिता जैसे बेहतर कृषि संबंधी कारक देखे गए।

प्रमुख विशेषताऐं

• कृषि में उर्वरकों के अत्यधिक उपयोग को कम करने का नया समाधान।
• क्रायो-मिलिंग प्रक्रिया द्वारा एन-डीएपी का उत्पादन
• बेहतर प्रदर्शन।
• उच्च प्रभावकारिता
• पौधे को वाणिज्यिक डीएपी की तुलना में 75% कम खुराक की आवश्यकता होती है
• स्केलिंग के लिए व्यवहार्य प्रक्रिया

संभावित अनुप्रयोग

• कृषि क्षेत्र

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल)

• प्रसंस्करण और गुणों को प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य किया जाता है
• पायलट पैमाने पर उत्पादन प्रगति पर है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान

300 एनएम के औसत कण आकार के साथ नैनो डीएपी

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट

• 1 सिंह एनआरआर, श्रीधर सुधाकरसरमा, टाटा नरसिंगा राव टी, पंत एच, श्रीकांत वीवीएसएस, और कुमार आर* (2021) मोनोकोट और डाइकोट पौधों की बढ़ी हुई वृद्धि के लिए क्रायो-मिल्ड नैनो-डीएपी। नैनोस्केल एडवांस, 3, 4834 - 4842

अवलोकन

सिलिका एरोजेल दुनिया की सबसे अच्छी थर्मल इन्सुलेशन सामग्री है। ये अति निम्न घनत्व वाले नैनोपोरस पदार्थ हैं। वस्तुतः एरोजेल्स का अर्थ हवा से भरा जैल है। एआरसीआई ने एक नवीन पद्धति का उपयोग करके विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सिलिका एयरजेल ग्रैन्यूल और पाउडर का विकास शुरू किया है, जिसके लिए पेटेंट लागू किया गया है। सिलिका एयरजेल के कण और पाउडर को कई तरीकों से बहुत आसानी से उपयोग किया जा सकता है जैसे कि उन्हें इंसुलेट की जाने वाली वस्तु के चारों ओर भरकर या इन्हें धातु, कांच, लकड़ी की प्लेटों, कपड़े आदि के बीच सैंडविच किया जा सकता है और एक योजक के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है। पेंट, सीमेंट, ईंटें, इन्सुलेशन पैनल आदि।

प्रमुख विशेषताऐं

• दाने का आकार: ~ 1 मिमी (ट्यून करने योग्य)
• पाउडर का आकार: ≥ 10 µm
• पैकिंग घनत्व: 0.03 - 0.07 ग्राम/सीसी
• तापीय स्थिरता:- 200 से 800 C
• सतह क्षेत्र: ~ 800 - 1500 मीटर 2/ग्राम
• तापीय चालकता: आरटी पर 0.03 W/mK (क्षणिक समतल विधि)
• आवश्यकता के अनुसार हाइड्रोफिलिक या हाइड्रोफोबिक
• रंग: पारभासी या अपारदर्शी या काला (कार्यक्षमता के आधार पर)

संभावित अनुप्रयोग

थर्मल इन्सुलेशन

• पेंट
• निर्माण सामग्री जैसे सीमेंट, ईंटें, दीवार का प्लास्टर आदि
• खिड़की के पैनल
• कपड़ा
• ताप/शीत भंडार

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर:

• ऊपर उल्लिखित गुणों के साथ वर्तमान में उपलब्ध प्रयोगशाला उत्पादन सुविधा से एक बैच में 1 किलोग्राम सिलिका एयरजेल ग्रैन्यूल का उत्पादन किया जा सकता है।

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान

सिलिका एयरजेल ग्रैन्यूल्स की तस्वीर

सिलिका एयरजेल पाउडर की तस्वीर

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• भारतीय पेटेंट संख्या 290370: कार्बन युक्त सिलिका एयरजेल ग्रैन्यूल के उत्पादन की बेहतर विधि, नेहा हेबालकर

अवलोकन

रणनीतिक अनुप्रयोगों में टंगस्टन का व्यापक उपयोग होता है। हालाँकि, कम कठोरता के कारण इसका अनुप्रयोग काफी हद तक सीमित है और टंगस्टन मैट्रिक्स में नए लचीले चरणों और फाइबर को शामिल करके इसे बेहतर बनाया जा सकता है। टंगस्टन में भंगुरता की समस्या को दूर करने के लिए ARCI में टंगस्टन फाइबर प्रबलित टंगस्टन (Wf-W) कंपोजिट विकसित किया गया है। इस कार्य में टंगस्टन पाउडर के बीच वैकल्पिक परतों के रूप में रखे गए 100 माइक्रोन व्यास के नंगे और ऑक्साइड-लेपित टंगस्टन जाल का उपयोग करके डब्ल्यूएफ-डब्ल्यू कंपोजिट की स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग शामिल है। उच्च तापीय चालकता और यूटीएस, वाईएस, फ्रैक्चर ताकत और बढ़ाव जैसे अच्छे उच्च तापमान यांत्रिक गुणों के साथ-साथ शुद्ध टंगस्टन की फ्रैक्चर कठोरता को कम से कम दोगुना करने के लिए डब्ल्यूएफ के एक इष्टतम वॉल्यूम अंश की परिकल्पना की गई है।

प्रमुख विशेषताऐं

• 0% तक डब्ल्यूएफ वजन अंश के साथ निर्मित
• घनत्व: ≥ 18 ग्राम/सीसी अनाज के आकार के साथ प्राप्त: ≤ 20 µm
• कठोरता: > 400 एचवीएन और तापीय चालकता ≥ 150 डब्ल्यू/एमके हासिल की गई
• व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए प्रक्रिया को बढ़ाया जा सकता है
• डब्ल्यूएफ-डब्ल्यू कंपोजिट के निर्माण के लिए वैकल्पिक पीएम आधारित मार्ग

संभावित अनुप्रयोग

• प्लाज्मा का सामना करने वाले घटक
• उच्च तापमान अनुप्रयोग

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रयोगशाला पैमाने पर प्रसंस्करण और संपत्ति का मूल्यांकन

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान

कंपोजिट की ऑप्टिकल छवि डब्ल्यू फाइबर को x- और y- दिशाओं में दिखाती है

अवलोकन

हाइड्राक्सीएपैटाइट (एचएपी) एक बायोकम्पैटिबल सिरेमिक है जिसका उपयोग दांतों और हड्डी की तुलना में इसकी रासायनिक संरचना के कारण कई बीमारियों, दवा वितरण, प्रत्यारोपण पर कोटिंग इत्यादि के लिए दवाओं में व्यापक रूप से किया जाता है। उच्च सतह क्षेत्र के कारण नैनो-एचएपी नैनोपाउडर माइक्रोन आकार के पाउडर की तुलना में फायदेमंद होते हैं। एआरसीआई ने बायोमेडिकल, फार्मा/न्यूट्रास्युटिकल अनुप्रयोगों के लिए हाइड्रॉक्सीपैटाइट (एचएपी) और β-ट्राईकैल्शियम फॉस्फेट नैनोपाउडर के उत्पादन के लिए स्केलेबल तकनीक विकसित की है। फ्लेम स्प्रे पायरोलिसिस (एफएसपी) इकाई का उपयोग करके पायलट पैमाने पर पाउडर उत्पादन को किलोग्राम स्तर तक प्रदर्शित किया जाता है

प्रमुख विशेषताऐं

• स्केलेबल प्रक्रिया
• औसत कण आकार 23 एनएम
• उच्च शुद्धता
• मेडिकल ग्रेड
• एचएपी और बीटा-टीसीपी मिश्रण तैयार किया जा सकता है

संभावित अनुप्रयोग

• अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग
• अस्थि शून्य भराव, आर्थोपेडिक और दंत प्रत्यारोपण कोटिंग
• दांतों की ब्लीचिंग के बाद डिसेन्सिटाइजिंग एजेंट
• टूथपेस्ट में पुनर्खनिजीकरण एजेंट
• प्रारंभिक हिंसक घावों का उपचार
• दवा और जीन वितरण

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रसंस्करण और गुणों को प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य किया जाता है
• कूपन स्तर का प्रदर्शन किया गया
• उन्नत तकनीक उपलब्ध है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण

(ए) एसईएम (बी) पाउडर आकार वितरण (सी) टीईएम और (डी) एफएसपी द्वारा बनाए गए एचएपी नैनोपाउडर की चरण शुद्धता की पुष्टि

अवलोकन

स्लरी ईंधन, जिसमें हाइड्रोकार्बन ईंधन और उच्च-ऊर्जा धातु तत्व शामिल हैं, को वायु श्वसन प्रणोदन अनुप्रयोगों के लिए पारंपरिक हाइड्रोकार्बन ईंधन की ऊर्जा घनत्व बढ़ाने के लिए संभावित उम्मीदवार माना जाता है। बड़े सतह से आयतन अनुपात वाले नैनो आकार के योजक अधिक संपर्क क्षेत्र की सुविधा प्रदान करते हैं तेजी से ऑक्सीकरण होता है और इसलिए उन्हें ईंधन में शामिल करने से जोर में सुधार होता है और इग्निशन देरी, जलने के समय की समस्याओं पर काबू मिलता है। विभिन्न नैनो एडिटिव्स में से नैनो बोरॉन को इसके उच्च वॉल्यूमेट्रिक ताप उत्पादन के कारण तरल ईंधन के लिए संभावित एडिटिव माना जाता है। यद्यपि नैनो बोरॉन अन्य तकनीकों से बनाया जा सकता है, क्रायो मिलिंग विधि विशिष्ट लाभ प्रदान करती है। क्रायो मिल के फायदे हैं 1) पाउडर मिलिंग के दौरान और बाद में ऑक्सीकरण से सुरक्षित रहता है क्योंकि यह तरल नाइट्रोजन में होता है,

प्रमुख विशेषताऐं

• नैनो बोरॉन का औसत कण आकार 200-300 एनएम है
• बोरॉन की शुद्धता > 95%
• पाउडर का सतह क्षेत्रफल > 10.5 m2/g
• हाइड्रोकार्बन ईंधन में फैलाव योग्य
• पाउडर को संभालना मुश्किल नहीं है
• बड़ी मात्रा में उत्पादन करने की क्षमता

संभावित अनुप्रयोग

• प्रणोदक अनुप्रयोगों के लिए गारा ईंधन
• मिश्र धातु और कंपोजिट

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रयोगशाला में नैनो बोरॉन का संश्लेषण और अभिलक्षणन किया गया
• उद्योग में नैनो बोरान का परीक्षण चल रहा है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें

नैनो बोरान की SEM छवि

नैनो बोरॉन के थर्मल गुण

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट

• क्रायो मिलिंग द्वारा नैनो बोरॉन के उत्पादन की प्रक्रिया,'* एस.सुधाकरा सरमा, आर.विजय, टीएनराव, भारतीय पेटेंट संख्या;391804, स्वीकृत तिथि;11/03/2022
• एस.सुधाकरा सरमा, जौदीप जोरदार, आर.विजय, टीएनराव, "क्रायो मिलिंग द्वारा नैनो बोरॉन की तैयारी और लक्षण वर्णन" * उन्नत पाउडर प्रौद्योगिकी, वॉल्यूम 31, 2020, पी 3824-3832।

अवलोकन

रोगाणुरोधी एजेंटों के रूप में चांदी आधारित नैनोकणों को अच्छी तरह से प्रलेखित किया गया है। CuO मैट्रिक्स में इन सिल्वर नैनोकणों का समावेश उन सतहों पर रोगाणुरोधी और साथ ही एंटी-वायरल गुणों को पेश करने के लिए एक प्रभावी और सुरक्षित विधि के रूप में कार्य करता है जो रोगजनकों और वायरस के संपर्क में आने की संभावना होती है। फ्लेम स्प्रे पायरोलिसिस (एफएसपी) सुविधा का उपयोग करके औसत आकार के 20 एनएम के चांदी के साथ संसेचित कॉपर ऑक्साइड का नैनो पाउडर तैयार किया गया है। ठोस लोडिंग और पीएच को अनुकूलित करके CuO-Ag नैनोकणों का एक स्थिर निलंबन तैयार किया जाता है। एक उपयुक्त बाइंडर का उपयोग करके अच्छे आसंजन के साथ सूती कपड़े पर नैनोकण निलंबन की एक समान कोटिंग प्राप्त की जाती है। इस प्रक्रिया को पायलट पैमाने पर प्रदर्शित किया गया है और इस सस्पेंशन से लेपित कपड़े में उत्कृष्ट एंटी-माइक्रोबियल और साथ ही एंटी-वायरल गुण प्रदर्शित हुए हैं। प्रौद्योगिकी हस्तांतरण के लिए तैयार है

प्रमुख विशेषताऐं

• SARS-CoV-2 (CCMB) के विरुद्ध ≥ 99.2% नष्ट करता है, ≥ 99.997% H1N1 नष्ट करता है (ब्यूरो वेरिटास)
• ≥ 99.9% ग्राम सकारात्मक और नकारात्मक बैक्टीरिया को मारता है (एनएबीएल मान्यता प्राप्त प्रयोगशाला)
• बैक्टीरियल निस्पंदन क्षमता: ≥ 99.7%
• 0.3 µm पर पार्टिकुलेट निस्पंदन क्षमता: ≥ 99.3
• सांस लेने की क्षमता: 61.2 Pa/cm2
• स्पलैश प्रतिरोध और जल प्रतिरोधी और ज्वलनशीलता परीक्षण में कक्षा 1 के रूप में वर्गीकृत
• त्वचा और शरीर के लिए सुरक्षित और हानिरहित (SITRA द्वारा इन-विवो परीक्षण)
• पुन: प्रयोज्य> 20 धुलाई और कणों की लीचिंग: अनुमत सीमा

संभावित अनुप्रयोग

• स्व-कीटाणुशोधन मास्क
• मेडिकल सूट
• मेडिकल टेक्सटाइल और स्पोर्ट्स टेक्सटाइल
• घाव भरने

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रसंस्करण और संपत्तियों को पायलट पैमाने पर मान्य किया जाता है
• पायलट स्तर का प्रदर्शन किया
• उन्नत तकनीक उपलब्ध है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• वास्तविक जीवन की स्थितियों में प्रोटोटाइप परीक्षण
• प्रोटोटाइप स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• व्यवहार्यता का पुनर्मूल्यांकन (आईपी, प्रतिस्पर्धा प्रौद्योगिकी, वाणिज्यिक)

(ए) क्यूओ-एजी नैनोपाउडर की टीईएम छवि, (बी) नैनोकण लेपित कपड़े की एफई-एसईएम छवि, (सी) मास्क फैब्रिक SARS-CoV-2 और बैक्टीरिया के खिलाफ 99.9% से अधिक प्रभावकारिता प्रदर्शित करता है और (डी) बड़े पैमाने पर प्रदर्शन स्व-कीटाणुरहित मास्क के बारे में

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट

• के. हेम्ब्रम, पी. हरिप्रिया, एन. स्नेहा, बी.वी. सारदा, एच.एच.कृष्णन और टी.एन. राव, SARS-CoV-2 के खिलाफ स्व-कीटाणुनाशक कपड़े विकसित करने के लिए सिरेमिक-मेटल नैनोकम्पोजिट का संश्लेषण (समीक्षा के तहत)

अवलोकन

वर्तमान में उपयोग किए जा रहे धातु प्रत्यारोपण (टीआई, सीओ, एसएस आदि) शरीर में स्थायी रूप से बने रहते हैं और प्रणालीगत विषाक्तता, पुरानी सूजन, घनास्त्रता और तनाव-परिरक्षण जैसे दीर्घकालिक दुष्प्रभाव पैदा करते हैं; जिसके लिए द्वितीयक सर्जिकल हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है। बायोडिग्रेडेबल धातुओं के विवो में धीरे-धीरे संक्षारण होने की उम्मीद है, जारी संक्षारण उत्पादों द्वारा उचित मेजबान प्रतिक्रिया प्राप्त की जाती है, जो कोशिकाओं और / या ऊतक द्वारा चयापचय या आत्मसात होते हैं। बिना किसी अवशेष के ऊतक उपचार में सहायता करने के मिशन को पूरा करने पर प्रत्यारोपण पूरी तरह से घुल जाते हैं। एआरसीआई ने स्थायी और पॉलिमर-आधारित बीडी प्रत्यारोपण द्वारा उत्पन्न चुनौतियों को दूर करने के लिए उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों, गिरावट दर और जैव-अनुकूलता के साथ पायलट पैमाने पर बायोडिग्रेडेबल (बीडी) मिश्र धातु (एमजी-जेडएन और एफई-एमजी) विकसित किया है। विवो परीक्षण की योजना बनाई गई है।

प्रमुख विशेषताऐं

• अस्थायी प्रत्यारोपण; द्वितीयक सर्जरी का उन्मूलन
• तनाव-परिरक्षण और घनास्त्रता से बचें
• उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और क्षरण दर
• एचओएस कोशिकाओं के लिए गैर-साइटोटॉक्सिक

संभावित अनुप्रयोग

• हड्डी की सर्जरी के लिए प्रत्यारोपण सामग्री: प्लेट, स्क्रू, पिन आदि।
• स्टेंट: संवहनी, कोरोनरी, मूत्रवाहिनी, प्रोस्टेटिक, अग्न्याशय और पित्त, कोलन आदि।
• ऊतक इंजीनियरिंग: कठोर और मुलायम ऊतक एंकर/मचान

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रसंस्करण और गुणों को प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य किया जाता है
• कूपन स्तर का प्रदर्शन किया गया

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण

Fe-Mn आधारित BD मिश्र धातुओं के गुण और मॉडलिंग

(ए) क्यूओ-एजी नैनोपाउडर की टीईएम छवि, (बी) नैनोकण लेपित कपड़े की एफई-एसईएम छवि, (सी) मास्क फैब्रिक SARS-CoV-2 और बैक्टीरिया के खिलाफ 99.9% से अधिक प्रभावकारिता प्रदर्शित करता है और (डी) बड़े पैमाने पर प्रदर्शन स्व-कीटाणुरहित मास्क के बारे में

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट

• सुपीरियर डिग्रेडेशन, बायोकंपैटिबल और मैकेनिकल गुणों के साथ बायोडिग्रेडेबल एमजी-जेडएन-जेडआर मिश्र धातुओं की तैयारी की बेहतर विधि (एक पेटेंट दायर किया जाना है)।
• डी. स्पंदना, हेमिन देसाई, डी. चक्रवर्ती, आर.विजय और के. हेम्ब्रम, फील्ड असिस्टेड सिंटरिंग द्वारा बायोडिग्रेडेबल Fe-Mn-Si मिश्र धातु का निर्माण, उन्नत पाउडर प्रौद्योगिकी, 31, 12, 4577-4584, 2020

अवलोकन

पीने के लिए उपयोग किए जाने वाले भूजल में फ्लोराइड का अत्यधिक स्तर भारत के कई राज्यों में गंभीर स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन रहा है। WHO के अनुसार, पीने के पानी में फ्लोराइड की स्वीकार्य सीमा 1 पीपीएम है। भारत के विभिन्न क्षेत्रों में फ्लोराइड की मात्रा 2 से 20 पीपीएम तक पाई जाती है। फ्लोराइड को हटाने के लिए उपयोग की जाने वाली रिवर्स ऑस्मोसिस, आयन एक्सचेंज इत्यादि जैसी प्रक्रियाओं के लिए विशेष उपकरण और आवधिक रखरखाव की आवश्यकता होती है और यह सभी के लिए वहनीय नहीं है। विशेष रूप से यात्रियों, गर्भवती महिलाओं और स्कूली बच्चों के लिए पीने के पानी से फ्लोराइड को तुरंत हटाने के लिए "प्वाइंट-ऑफ-यूज़" उपकरण की आवश्यकता है। बोहेमाइट संरचना के रूप में एल्यूमिना को सबसे अच्छा फ्लोराइड सोखने वाला पदार्थ माना जाता है। एआरसीआई ने पानी से फ्लोराइड हटाने के लिए उच्च सरंध्रता वाले एल्यूमिना-पॉलीमर क्रॉस-लिंक्ड मोती विकसित किए हैं। उच्च सतह क्षेत्र वाली एक छिद्रपूर्ण संरचना पानी की संपर्क मात्रा को बढ़ाती है जिससे निष्कासन दर और दक्षता में सुधार होता है। पॉलिमर क्रॉसलिंकिंग पानी में एल्यूमिना की लीचिंग को रोकता है।

प्रमुख विशेषताऐं

• सरल प्रक्रिया
• मनके का आकार: 1-2 मिमी, गोलाकार
• सतह क्षेत्र: 240 एम2/जी
• मेसोपोरस
• प्राथमिक कण आकार: 10-30 एनएम
• रासायनिक संरचना: बोहेमाइट कॉर्सलिंक्ड पॉलिमर
• मात्रा के आधार पर 2-30 मिनट में पानी से 10 पीपीएम फ्लोराइड निकाल सकते हैं

संभावित अनुप्रयोग

• सुरक्षित पेयजल के लिए विषाक्त फ्लोराइड हटाना

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रसंस्करण और गुणों को प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य किया जाता है
• कूपन स्तर का प्रदर्शन किया गया
• प्रयोगशाला प्रोटोटाइप पर फील्ड परीक्षण प्रगति पर हैं

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें

एल्यूमिना-पॉलिमर मोतियों और उससे बनी थैली की तस्वीर

SEM छवि मनके में सरंध्रता दिखा रही है

अवलोकन

आशाजनक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन, सुरक्षा, कम लागत और स्थिरता के कारण सोडियम आयन बैटरी (एसआईबी) को अगली पीढ़ी का ऊर्जा भंडारण उपकरण माना जाता है। इन्हें ग्रिड ऊर्जा और भारी इलेक्ट्रिक वाहन अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए व्यापक रूप से उपलब्ध और सस्ते संसाधनों से बनाया जा सकता है। एलआईबी के समान विशिष्ट ऊर्जा और चक्र जीवन प्राप्त करने के लिए उपयुक्त इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट्स विकसित करने के लिए दुनिया भर में अनुसंधान चल रहा है। एआरसीआई ने लंबे चक्र (>500 चक्र) जीवन वाले पॉलीएनियोनिक यौगिकों और उच्च विशिष्ट क्षमता (>160 एमएएच/जी) के साथ स्तरित सोडियम संक्रमण धातु ऑक्साइड और कम सोडियम सम्मिलन क्षमता (<) के साथ कठोर कार्बन जैसे विभिन्न कैथोड सामग्री विकसित करने के लिए प्रमुख शोध शुरू किया है। नवीन रासायनिक विधियों का उपयोग करके एनोड के रूप में 0.2 V बनाम Na/Na +) और उच्च विशिष्ट क्षमता (>250 mAh/g)।

प्रमुख विशेषताऐं

• सोडियम की प्रचुरता; कम लागत
• उच्च विशिष्ट ऊर्जा और शक्ति घनत्व; अच्छी दर क्षमता; लंबा चक्र जीवन
• उच्च तापीय स्थिरता और संचालन में सुरक्षित

संभावित अनुप्रयोग

• ग्रिड ऊर्जा भंडारण (ईईएस); स्थिर ऊर्जा भंडारण
• भारी इलेक्ट्रिक वाहन
• सामरिक अनुप्रयोग

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• विशिष्ट ऊर्जा का सोडियम वैनेडियम फॉस्फेट (~500 ग्राम/बैच) ~357 Wh/किग्रा चक्रीय स्थिरता के साथ >1 सी-दर पर 500 चक्र
• सोडियम वैनेडियम फ्लोरोफॉस्फेट (~500 ग्राम/बैच) विशिष्ट ऊर्जा ~425 Wh/किग्रा 5 सी-दर पर (500 चक्रों के बाद 70% क्षमता प्रतिधारण)
• उच्च आयनिक चालकता (>10 -3 एस/सेमी) और इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता विंडो (>4.2 वी) वाले इलेक्ट्रोलाइट्स तैयार और परीक्षण किए गए हैं

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण

चित्र 1 (ए) इन-सीटू कार्बन लेपित सोडियम वैनेडियम फॉस्फेट नैनोकणों का संश्लेषण (~500 ग्राम/बैच)। (बी) विभिन्न सी-दरों पर चक्र जीवन अध्ययन (1 सी=118 एमए/जी)।

Sचित्र 2 विभिन्न तापमानों पर तैयार गोलाकार कठोर कार्बन नैनोकणों का विद्युत रासायनिक प्रदर्शन। 1C= 300 mA/g

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट

• इन-सीटू कार्बन लेपित इलेक्ट्रोड सामग्री और उसके उत्पाद तैयार करने के लिए माइक्रोवेव सहायता प्राप्त सोल-जेल प्रक्रिया, (2019) बिजॉय कुमार दास, पी. लक्ष्मण मणिकांता, एन. लक्ष्मीप्रिया, आर. गोपालन, जी. सुंदरराजन, भारतीय पेटेंट 201911008004 और यूरोपीय पेटेंट: 20763813.1 (एफईआर दायर); जापानी पेटेंट: 2020-550159 और कोरियाई पेटेंट: 10-2497808 (अनुमोदित)।
• "पूर्ण सेल स्तर में पदानुक्रमित नाइट्रोजन-डोप्ड मेसोपोरस कार्बन से सजाए गए सोडियम वैनेडियम फॉस्फेट की उच्च ऊर्जा-शक्ति विशेषताएँ", पी लक्ष्मण मणि कांता, एम वेंकटेश, सत्येश कुमार यादव, बिजॉय दास*, आर गोपालन, एप्लाइड एनर्जी 334 (2023)120665।
• "सोडियम वैनेडियम फॉस्फेट में एक व्यापक वोल्टेज विंडो पर उच्च चक्रीय स्थिरता का असामान्य मामला" पी लक्ष्मण मणि कांता, एन लक्ष्मी प्रिया, प्रजीत ओझा, एम वेंकटेश, सत्येश कुमार यादव, बिजॉय दास*, जी सुंदरराजन, आर गोपालन, एसीएस अप्ल. ऊर्जा मेटर. 4 (2021) 12581-12592

अवलोकन

लिथियम आयन बैटरियां, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए महत्वपूर्ण हैं, इलेक्ट्रिक गतिशीलता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। एआरसीआई ने वाणिज्यिक एलटीओ के बराबर प्रदर्शन के साथ उच्च ऊर्जा बॉल मिलिंग द्वारा एलटीओ एनोड सामग्री के उत्पादन के लिए एक सरल, किफायती, स्केलेबल और ऊर्जा कुशल प्रक्रिया विकसित की है। इसके बाद एलटीओ आधारित 1.5 एएच 26650 सेल के साथ-साथ 0.45 एएच पाउच सेल का निर्माण और सत्यापन किया गया है। सार्वजनिक निजी भागीदारी के तहत बड़े पैमाने पर उत्पादन प्रक्रिया स्थापित और प्रदर्शित की गई। परिणामी एलटीओ लंबी चक्रीय स्थिरता के साथ 10C पर 137 एमएएच/जी की बेहतर दर क्षमता प्रदान करता है। पेटेंट भारत के साथ-साथ विश्व स्तर पर भी दायर किए गए और हाल ही में प्रदान किए गए।

प्रमुख विशेषताऐं

• उच्च ऊर्जा मिलिंग प्रक्रिया द्वारा एलटीओ का बड़े पैमाने पर उत्पादन (10-15 किलोग्राम/बैच)।
• सरल, किफायती और स्केलेबल प्रसंस्करण विधि।
• एलटीओ का विद्युत रासायनिक प्रदर्शन वाणिज्यिक एलटीओ सामग्री से अधिक है
• उच्च शक्ति प्रदान करने की क्षमता
• साथ ही 1.5 एएच 26650 कोशिकाओं पर सामग्रियों के प्रदर्शन का मूल्यांकन किया

संभावित अनुप्रयोग

• इलेक्ट्रिक हाइब्रिड वाहनों के लिए उच्च शक्ति घनत्व और थर्मली स्थिर एनोड
• अन्य पोर्टेबल डिवाइस जहां एलआईबी का उपयोग किया जाता है।

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रदर्शन और स्थिरता को प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य किया जाता है
• स्केल-अप सफलतापूर्वक किया गया है
• विभिन्न प्रपत्र कारकों के प्रोटोटाइप उपकरणों का निर्माण और सत्यापन किया जा रहा है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• वास्तविक जीवन की स्थितियों में प्रोटोटाइप परीक्षण
• प्रोटोटाइप स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• व्यवहार्यता का पुनर्मूल्यांकन (आईपी, प्रतिस्पर्धा प्रौद्योगिकी, वाणिज्यिक)

बड़े पैमाने पर संश्लेषित एनोड (Li4Ti5O12)

बेलनाकार और थैली Li4TI5O12 आधारित सेल का निर्माण

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन लिथियम टाइटेनेट एनोड सामग्री के उत्पादन की एक विधि” भारतीय पेटेंट संख्या 365560 (अनुदान) दिनांक 28-04-2021, पीसीटी अंतर्राष्ट्रीय आवेदन संख्या पीसीटी/आईएन2018/050080; यूएस पेटेंट संख्या 11001506 (प्रदत्त) दिनांक 11/05/2021; जर्मनी पेटेंट आवेदन संख्या 112018000205 टी5; जापान पेटेंट संख्या 7121734 (प्रदत्त) दिनांक 09-08-2022; चीनी पेटेंट संख्या IIC190527 (प्रदत्त) दिनांक 01/12/2021; दक्षिण कोरिया पेटेंट संख्या 03079 (प्रदत्त) दिनांक 29/12/2022।

अवलोकन

विद्युत गतिशीलता के लिए आत्मनिर्भर भारत के हिस्से के रूप में, एआरसीआई ने लिथियम-आयन बैटरी के लिए कैथोड सामग्री के रूप में इन-सीटू कार्बन संशोधित लिथियम आयरन फॉस्फेट (सी-एलएफपी) के उत्पादन के लिए एक अभिनव और कम लागत वाली तकनीक विकसित की है। सार्वजनिक निजी भागीदारी के तहत भारतीय पाउडर धातुकर्म उद्योग के सहयोग से प्रौद्योगिकी का बड़े पैमाने पर (10 किलोग्राम/बैच) सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया गया। बड़े पैमाने पर संश्लेषित सी-एलएफपी का इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन क्रमशः गठन और 1C वर्तमान दर पर 1.75 और 1.45 आह की क्षमता प्रदर्शित करता है। एआरसीआई ने 28 दिसंबर 2020 को भारत में एक पेटेंट आवेदन (202011056608) दायर किया है और बाद में 6 दिसंबर 2021 को एक पीसीटी आवेदन (पीसीटी/आईएन2021/051138) दायर किया है। भारतीय पेटेंट आवेदन अब 28 नवंबर 2022 संख्या 412586 के साथ स्वीकृत हो गया है। प्रौद्योगिकी पहले ही मैसर्स को हस्तांतरित कर दी गई है। एलोक्स मिनरल्स प्रा. लिमिटेड, हैदराबाद भारत में गैर-विशिष्ट आधार पर और अन्य उद्योगों में स्थानांतरण के लिए तैयार है।

प्रमुख विशेषताऐं

• कार्बन लेपित LiFePO4 (C-LFP) सामग्री का उत्पादन करने के लिए एकल चरण ठोस-अवस्था संश्लेषण प्रक्रिया।
• सरल, स्केलेबल और किफायती प्रक्रिया।
• विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए वांछित गुणों के साथ सी-एलएफपी का उत्पादन करने के लिए ट्यून करने योग्य प्रक्रिया
• सी-एलएफपी का इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन वाणिज्यिक सी-एलएफपी के बराबर है

संभावित अनुप्रयोग

• इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए उच्च ऊर्जा घनत्व कैथोड
• समुद्री अनुप्रयोग के लिए उच्च शक्ति घनत्व कैथोड
• अन्य पोर्टेबल डिवाइस जहां LIB का उपयोग किया जाता है।

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रदर्शन को पायलट पैमाने पर मान्य किया गया था
• एलआईबी सेल प्रोटोटाइप तीसरे पक्ष द्वारा बनाए और मान्य किए गए थे
• प्रौद्योगिकी को गैर-विशिष्ट आधार पर स्थानांतरित किया गया था

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• वास्तविक जीवन की स्थितियों में प्रोटोटाइप परीक्षण
• प्रोटोटाइप स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• व्यवहार्यता का पुनर्मूल्यांकन (आईपी, प्रतिस्पर्धा प्रौद्योगिकी, वाणिज्यिक)
• प्रौद्योगिकी हस्तांतरण आरंभ करें
• उत्पादन को स्थिर करने में सहायता

बड़े पैमाने पर संश्लेषित कार्बन लेपित

ली-आयन सेल निर्माण और बेंचमार्क

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• 28 दिसंबर 2020 को भारत में "लिथियम-आयन बैटरी और उसके उत्पाद के लिए इन-सीटू कार्बन लेपित लिथियम आयरन फॉस्फेट कैथोड सामग्री के उत्पादन की विधि" शीर्षक से एक पेटेंट आवेदन (202011056608) दायर किया और बाद में एक पीसीटी आवेदन (पीसीटी/आईएन2021/) दायर किया। 051138) 6 दिसंबर 2021 को। भारतीय पेटेंट आवेदन अब संख्या 412586 दिनांक 28 नवंबर 2022 के साथ स्वीकृत हो गया है; यूएस पेटेंट आवेदन संख्या 18/254,730 दिनांक 29 मई 2023; ऑस्ट्रेलिया पेटेंट आवेदन संख्या 2021412505 दिनांक 1 मई 2023; यूरोप पेटेंट आवेदन संख्या 21914895.4 दिनांक 9 जून 2023; यूएई पेटेंट आवेदन संख्या P6001377/2023 दिनांक 6 जून 2023।

अवलोकन

सुपर कैपेसिटर को उनके तेज़ चार्ज-डिस्चार्ज समय, बहुत उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबी जीवन चक्र अवधि के कारण आशाजनक ऊर्जा भंडारण उपकरणों के रूप में मान्यता दी गई है। यह व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है लेकिन उनकी उच्च लागत और कम ऊर्जा घनत्व के कारण व्यापक उपयोग प्रतिबंधित है। उच्च प्रदर्शन वाले कार्बन इलेक्ट्रोड की एक नई श्रेणी विकसित करके इन कमियों को कम किया जा सकता है, जिसमें कम प्रसंस्करण लागत के साथ प्रचुर, सस्ते और पर्यावरण के अनुकूल संसाधनों से उत्पादित सामग्रियों का संयोजन शामिल है। एआरसीआई ने पेट्रोलियम कोक (पेटकोक) का उपयोग करके कम लागत वाली रासायनिक सक्रियण प्रक्रिया द्वारा ग्राफीन जैसा सक्रिय छिद्रित कार्बन विकसित किया है, जो तेल उद्योग में बड़ी मात्रा में निपटान किए गए कचरे के लिए एक बड़ा मूल्यवर्धन है। परिणामी कार्बन सामग्री धारिता के संदर्भ में उत्कृष्ट सुपर कैपेसिटर प्रदर्शन प्रदान करती है,

प्रमुख विशेषताऐं

• एक सरल रासायनिक सक्रियण प्रक्रिया द्वारा झरझरा कार्बन का सुगम संश्लेषण
• ग्राफीन जैसा संरचित कार्बन, उच्च सतह क्षेत्र, बड़ा छिद्र आयतन
• प्रचुर एवं अपशिष्ट पेटकोक को उपयोगी कार्बन सामग्री में परिवर्तित करना
• वाणिज्यिक कार्बन की तुलना में विशिष्ट धारिता, दर क्षमता और चक्रीय स्थिरता अधिक है
• उच्च ऊर्जा घनत्व आधारित सुपरकैपेसिटर
• स्केलेबल विनिर्माण प्रक्रिया

संभावित अनुप्रयोग

• ऑटोमोटिव परिवहन (ई-रिक्शा, इलेक्ट्रिक बस, इलेक्ट्रिक साइकिल, इलेक्ट्रिक कार) और ड्रोन
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (पावर उपकरण, वोल्टेज स्टेबलाइजर, ग्रिड पावर बफर, स्ट्रीट लैंप)
• पुनर्योजी ब्रेकिंग सिस्टम (ट्राम, क्रेन, ट्रैक्टर) के माध्यम से ऊर्जा पुनर्प्राप्ति
• स्थिर रैंडम-एक्सेस मेमोरी (SRAM) के लिए मेमोरी बैकअप

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• पेटकोक से छिद्रित कार्बन का सफलतापूर्वक स्केल-अप (1 किग्रा/बैच)।
• 1200 एफ के सुपरकैपेसिटर का निर्माण किया गया और ई-साइकिल पर प्रदर्शित किया गया

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• वास्तविक जीवन की स्थितियों में प्रोटोटाइप परीक्षण
• प्रोटोटाइप स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• व्यवहार्यता का पुनर्मूल्यांकन (आईपी, प्रतिस्पर्धा प्रौद्योगिकी, वाणिज्यिक)

पेटकोक व्युत्पन्न नैनोपोरस कार्बन का संश्लेषण

स्वदेशी कार्बन सामग्री की टीईएम छवि और बेंचमार्क अध्ययन

अवलोकन

पेटकोक-आधारित 1200 एफ सुपरकैपेसिटर डिवाइस को स्वदेशी रूप से उच्च प्रदर्शन वाले छिद्रपूर्ण सक्रिय कार्बन इलेक्ट्रोड का उपयोग करके विकसित किया गया है, जो इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) उद्योग के लिए व्यावसायिक रूप से आकर्षक होगा। 1200 एफ, 2.7 वी और 1.2 डब्ल्यूएच की विशिष्टताओं के साथ सुपरकैपेसिटर डिवाइस को पेटकोक व्युत्पन्न कार्बन से सफलतापूर्वक निर्मित किया गया है। इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण से पता चलता है कि स्वदेशी सुपरकैपेसिटर डिवाइस का प्रदर्शन विश्व स्तरीय वाणिज्यिक सुपरकैपेसिटर (1200F) के प्रदर्शन के बराबर है। 1-2 किमी की ड्राइविंग रेंज के साथ ई-साइकिल प्रदर्शन के लिए 75 एफ, 43 वी और 19.2 डब्ल्यूएच के विनिर्देशों के साथ मॉड्यूल को इकट्ठा करने के लिए 1200 एफ स्वदेशी सुपरकैपेसिटर की 16 संख्या को क्रमिक रूप से जोड़ा गया था।

प्रमुख विशेषताऐं

• उच्च क्षमता >1200F सुपरकैपेसिटर भारत में पहली बार विकसित हुआ
• उच्च शक्ति सुपरकैपेसिटर के निर्माण के लिए नवीन टैब रहित वेल्डिंग तकनीक अपनाई गई
• वाणिज्यिक कार्बन के बराबर विशिष्ट धारिता, दर क्षमता और चक्रीय स्थिरता
• 43 V का सुपरकैपेसिटर मॉड्यूल बनाया गया
• वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया वोल्टेज संतुलन सर्किट

संभावित अनुप्रयोग

• ऑटोमोटिव परिवहन (ई-रिक्शा, इलेक्ट्रिक बस, इलेक्ट्रिक साइकिल, इलेक्ट्रिक कार) और ड्रोन
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (पावर उपकरण, वोल्टेज स्टेबलाइजर, ग्रिड पावर बफर, स्ट्रीट लैंप)
• ऊर्जा पुनर्प्राप्ति (ट्राम, क्रेन, ट्रैक्टर)
• स्थिर रैंडम-एक्सेस मेमोरी (SRAM) के लिए मेमोरी बैकअप

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• वाणिज्यिक सुपरकैपेसिटर के बराबर 1200F के साथ स्वदेशी सुपरकैपेसिटर का सफलतापूर्वक निर्माण किया गया
• एक सुपरकैप मॉड्यूल को इकट्ठा किया और ईवीएस अनुप्रयोग के लिए प्रदर्शन किया

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण
• कूपन स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें
• वास्तविक जीवन की स्थितियों में प्रोटोटाइप परीक्षण
• प्रोटोटाइप स्तर पर दोहराव/स्थिरता की जाँच करें

स्वदेशी 1200F सुपरकैपेसिटर

ईवीएस अनुप्रयोग के लिए सुपरकैपेसिटर का संयोजन और प्रदर्शन

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• अनुवादात्मक सामग्री अनुसंधान - प्रयोगशाला से उत्पाद तक: पेट्रोलियम कोक से प्राप्त सक्रिय कार्बन शीट से 1200 एफ बेलनाकार सुपरकैपेसिटर, जर्नल ऑफ एनर्जी स्टोरेज 55 (2022) 10565।
• उच्च ऊर्जा और उच्च शक्ति ली-आयन कैपेसिटर के लिए एक कुशल एकल स्रोत के रूप में पेट्रोलियम कोक” ऊर्जा और ईंधन, 35, 9010-9016, 2021।
• जैव-अपशिष्ट व्युत्पन्न कार्बन नैनोशीट्स से निर्मित एक उच्च-ऊर्जा घनत्व ली-आयन हाइब्रिड कैपेसिटर

अवलोकन

एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम), जिसे 3डी प्रिंटिंग या रैपिड प्रोटोटाइपिंग के रूप में भी जाना जाता है, लगभग नेट आकार के घटकों का उत्पादन करने के लिए विनिर्माण प्रक्रियाओं का एक संग्रह है, जहां डिजिटल सॉलिड मॉडल के आधार पर परत दर परत सामग्री जोड़कर घटकों का निर्माण किया जाता है। पूर्ववर्ती पाउडर के विशिष्ट गुण जो एएम उत्पाद की अंतिम गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं, वे हैं पाउडर घनत्व और प्रवाह क्षमता, कण आकार और आकार वितरण, रसायन विज्ञान, स्वच्छता, वातावरण को संभालना, भंडारण और पुन: प्रयोज्य। पाउडर के इन गुणों में से कई को अक्रिय गैस परमाणुकरण प्रक्रिया के माध्यम से अनुकूल रूप से प्राप्त किया जाता है। IN-718, IN-625, BZL12Y जैसे निकल आधारित सुपर मिश्र धातुओं के पाउडर, AM के लिए उपयुक्त Al-Mg, Al-Fe-V-Si, Fe-Mn मिश्र धातुओं जैसे एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को अत्याधुनिक अक्रिय गैस का उपयोग करके विकसित किया गया है। एआरसीआई पर एटमाइज़र उपलब्ध है।

प्रमुख विशेषताऐं

• पाउडर की जरूरतें फिलहाल आयात से पूरी हो रही हैं और पाउडर महंगे हैं।
• गैस एटमाइज़र विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न प्रकार के पाउडर का उत्पादन करता है।
• एएम प्रक्रिया के आधार पर छानने के बाद लिया गया पाउडर का संकीर्ण अंश।
• भारत सरकार के "मेक इन इंडिया" कार्यक्रम में एक योगदान।

संभावित अनुप्रयोग

• ऑटोमोबाइल
• जैव चिकित्सा
• एयरोस्पेस
• रक्षा

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• पाउडर के संश्लेषण (10 किलो बैचों में) का प्रदर्शन किया गया।
• घटक एएम द्वारा बनाए जा रहे हैं

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण

SEM छवि, ARCI में उत्पादित IN718 मिश्र धातु के गैस परमाणुकृत और छने हुए पाउडर का कण आकार वितरण।

अवलोकन

ऑक्साइड फैलाव मजबूत (ओडीएस) ऑस्टेनिटिक स्टील्स उच्च तापमान शक्ति और रेंगना, थकान, ऑक्सीकरण और गर्म संक्षारण के प्रतिरोध से संपन्न हैं। इसलिए, ये स्टील्स अल्ट्रा-सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइनों के लिए संभावित उम्मीदवार हैं, जो लगभग 700 C के तापमान के संपर्क में हैं। ODS स्टील्स के उच्च तापमान गुण बारीक-बारीक सूक्ष्म संरचना, स्थिर नैनो आकार के ऑक्साइड (Y-Ti) के कारण होते हैं। -ओ कॉम्प्लेक्स) उच्च तापमान पर माइक्रोस्ट्रक्चर का फैलाव और स्थिरता। एआरसीआई ने अल्ट्रा-सुपर क्रिटिकल स्टीम और गैस टर्बाइनों के लिए ब्लेड के निर्माण के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास और प्रदर्शन के लिए प्रमुख कार्यक्रम शुरू किया है।

प्रमुख विशेषताऐं

• 650-700 डिग्री सेल्सियस का उच्च परिचालन तापमान
• 700 डिग्री सेल्सियस पर 300 एमपीए की उच्च उपज शक्ति
• अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध
• निकल आधारित सुपर मिश्र धातुओं को बदलने के लिए संभावित उम्मीदवार

संभावित अनुप्रयोग

• अल्ट्रा-सुपर क्रिटिकल स्टीम टर्बाइनों के लिए ब्लेड
• गैस टरबाइन के उच्च दबाव कंप्रेसर और कम दबाव टरबाइन ब्लेड
• अन्य उच्च तापमान अनुप्रयोग

प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल):

• प्रायोगिक स्तर पर विनिर्माण प्रक्रियाएं स्थापित की गईं
• प्रोटोटाइप स्तर पर प्रदर्शन और स्थिरता सत्यापन चल रहा है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (आईपीडीआई)

• बुनियादी अवधारणाएँ और अंतर्निहित वैज्ञानिक सिद्धांतों की समझ
• संभावित आवेदनों की संक्षिप्त सूची बनाना
• लक्षित अनुप्रयोग के लिए तकनीकी व्यवहार्यता साबित करने के लिए अनुसंधान
• उत्तेजित स्थितियों में कूपन स्तर का परीक्षण

(ए) टीईएम माइक्रोग्राफ ऑस्टेनिटिक मैट्रिक्स के अल्ट्राफाइन ग्रेन आकार को दर्शाता है और (बी) आरटी पर एओडीएस स्टील की उपज ताकत और बढ़ाव दिखाता है

प्रमुख पेटेंट/प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट*

• एस. गणेश, पी. साई कार्तिक, एम. रामकृष्ण, ए.वी. रेड्डी, एसबी चन्द्रशेखर, आर. विजय, "अल्ट्रा-हाई स्ट्रेंथ ऑक्साइड फैलाव मजबूत ऑस्टेनिटिक स्टील", सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग ए, 814 (2021) 141192।
• पीएस निनावे, एस. गणेश, पी. साई कार्तिक, एसबी चन्द्रशेखर, आर. विजय, "स्पार्क प्लाज्मा सिंटेड ऑस्टेनिटिक ओडीएस स्टील की सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुण", उन्नत पाउडर प्रौद्योगिकी, 33 (2022) 103584।
• पी. साई कार्तिक, एस. गणेश, पी.एस. निनावे, एम. बट्टाब्याल, एस.बी. चन्द्रशेखर, आर. विजय, "नी-20सीआर का उपयोग करके संसाधित ऑस्टेनिटिक ओडीएस स्टील की सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुण", सामग्री अनुसंधान जर्नल, डीओआई:10.1557/एस43578- 023-00938-6, 2023