रसायनज्ञों ने कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने और मीथेन में परिवर्तित करने का एक नया तरीका विकसित किया है, जिसमें सुझाव दिया गया है कि भविष्य में गैस उत्सर्जन को नवीकरणीय स्रोतों से बिजली का उपयोग करके वैकल्पिक ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है।
कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) एक ग्रीनहाउस गैस है जो पृथ्वी की गर्म होती जलवायु का एक बड़ा हिस्सा है, और बिजली संयंत्रों, कारखानों और परिवहन के विभिन्न रूपों द्वारा उत्पादित की जाती है। विशिष्ट कार्बन कैप्चर सिस्टम का उद्देश्य वायुमंडल में इसकी उपस्थिति को कम करना है, जो CO को अलग करके कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने का काम करता है2 अन्य गैसों से और इसे उपयोगी उत्पादों में परिवर्तित करना। हालाँकि, इन प्रणालियों को संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की भारी मात्रा के कारण इस प्रक्रिया को औद्योगिक पैमाने पर लागू करना मुश्किल है।
अब, एक विशेष निकल-आधारित उत्प्रेरक का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने कैप्चर की गई कार्बन डाइऑक्साइड को सीधे मीथेन में बदलकर इस कीमती ऊर्जा को बचाने का एक तरीका निकाला है, अध्ययन के प्रमुख लेखक और रसायन विज्ञान में वर्तमान पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता टोमाज़ नेव्स-गार्सिया ने कहा। और ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी में जैव रसायन।
विद्युतीकृत सतह पर रखे गए निकल परमाणुओं को नियोजित करके, टीम कार्बामेट, कार्बन डाइऑक्साइड के कैप्चर किए गए रूप को सीधे मीथेन में परिवर्तित करने में सक्षम थी। उन्होंने पाया कि निकेल परमाणु, एक सस्ता और व्यापक रूप से उपलब्ध उत्प्रेरक, इस रूपांतरण को करने में बेहद अच्छा था।
नेवेस-गार्सिया ने कहा, “हम एक ऐसे अणु से जा रहे हैं जिसमें कम ऊर्जा है और उससे एक ईंधन का उत्पादन कर रहे हैं जिसमें उच्च ऊर्जा है।” “जो चीज़ इसे इतना दिलचस्प बनाती है वह यह है कि अन्य लोग कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ते हैं, पुनर्प्राप्त करते हैं और फिर चरणों में परिवर्तित करते हैं, जबकि हम इन चरणों को एक साथ करके ऊर्जा बचाते हैं।”
सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि कार्बन कैप्चर प्रक्रिया को सुव्यवस्थित करने से वैज्ञानिकों को कार्बन चक्र के बारे में जो पता है उसे फिर से तैयार करने में मदद मिलती है, और यह तेज़ और अधिक कुशल जलवायु शमन प्रौद्योगिकियों के लिए अधिक जटिल रणनीतियाँ स्थापित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
नेवेस-गार्सिया ने कहा, “हमें कार्बन कैप्चर और रूपांतरण के लिए यथासंभव न्यूनतम ऊर्जा खर्च करने पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता है।” “इसलिए सभी कैप्चर और रूपांतरण चरणों को स्वतंत्र रूप से निष्पादित करने के बजाय, हम व्यर्थ ऊर्जा प्रक्रियाओं को दरकिनार करते हुए इसे एक ही चरण में जोड़ सकते हैं।”
पेपर हाल ही में प्रकाशित हुआ था अमेरिकी रसायन सोसाइटी का जर्नल।
हालांकि कई कार्बन कैप्चर विधियां अभी भी अपने प्रारंभिक चरण में हैं, कई क्षेत्रों के शोधकर्ता उन्हें बेहतर बनाने के लिए काम कर रहे हैं, यह क्षेत्र एक आशाजनक है, नेवेस-गार्सिया ने कहा।
सीओ परिवर्तित करना2 नवीकरणीय बिजली का उपयोग करके ईंधन में कार्बन चक्र को बंद करने की क्षमता है। उदाहरण के लिए, जब मीथेन को ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए जलाया जाता है, तो यह कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित करता है, जिसे अगर पकड़ लिया जाए और वापस मीथेन में परिवर्तित किया जाए, तो पृथ्वी के ग्लोबल वार्मिंग के बोझ को बढ़ाए बिना ऊर्जा उत्पादन का एक निरंतर चक्र हो सकता है।
यह अध्ययन पहली बार यह भी दर्शाता है कि शोधकर्ताओं ने पाया कि वे मीथेन में कार्बामेट रूपांतरण प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री का उपयोग कर सकते हैं। हालाँकि पकड़े गए सीओ को धर्मांतरित करने के कई प्रयास किए गए हैं2 उपयोगी उत्पादों में, अब तक अधिकांश शोधकर्ताओं ने केवल कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्पादन करने की क्षमता दिखाई है।
“मीथेन वास्तव में एक दिलचस्प उत्पाद हो सकता है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह कैप्चर किए गए CO को परिवर्तित करने के लिए और अधिक प्रक्रियाओं को विकसित करने का मार्ग खोलता है2 अन्य उत्पादों में,” उन्होंने कहा।
आगे बढ़ते हुए, टीम को विभिन्न प्रकार के टिकाऊ कार्बन कैप्चर मार्गों के निर्माण को प्रेरित करने में मदद करने के लिए अन्य रासायनिक स्वच्छ ऊर्जा विकल्पों की खोज जारी रखने की उम्मीद है।
नेवेस-गार्सिया ने कहा, “हर चीज़ हमेशा ऊर्जा पर वापस जाती है, और इसे और अधिक बचाने के लिए इस क्षेत्र के भविष्य में बहुत उत्साह और प्रयास किया गया है।”
अन्य सह-लेखकों में ओहियो राज्य से क्वांसोंग झू और एल. रॉबर्ट बेकर, साओ पाउलो विश्वविद्यालय से लियान एम. रॉसी, केस वेस्टर्न रिजर्व विश्वविद्यालय से महमूदुल हसन और रॉबर्ट ई. वारबर्टन, येल विश्वविद्यालय से जिंग ली और हैलियांग वांग शामिल हैं। साथ ही दक्षिणी विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय से ज़ान जियांग और योंगये लियांग।
