ग्लोबल वार्मिंग का खतरा बना हुआ है, जो मानव समाज और पारिस्थितिकी तंत्र दोनों को खतरे में डाल रहा है। कार्बन डाइऑक्साइड जलवायु परिवर्तन को बढ़ावा देने वाली ग्रीनहाउस गैसों में प्राथमिक योगदानकर्ता के रूप में खड़ा है। इससे निपटने और कार्बन तटस्थता हासिल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने कार्बन फुटप्रिंट से निपटने के लिए एक इलेक्ट्रोरिडक्शन सिस्टम विकसित किया है। यह उपकरण औद्योगिक उपयोगों के लिए CO2 को प्रभावी रूप से एथिलीन में परिवर्तित करेगा।
हांगकांग पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी (पॉलीयू) के शोधकर्ताओं ने कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) के विद्युत अपचयन के लिए एक टिकाऊ, असाधारण रूप से बुद्धिमान और ऊर्जा-कुशल प्रणाली विकसित की है। यह प्रणाली औद्योगिक उपयोग के लिए सीओ2 को कुशलतापूर्वक एथिलीन में परिवर्तित कर सकती है , जिससे सीओ2 उत्सर्जन को कम करने का एक प्रभावी समाधान मिलता है। पॉलीयू परियोजना ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय , ताइवान के राष्ट्रीय सिंक्रोट्रॉन विकिरण अनुसंधान केंद्र और जियांग्सू विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के सहयोग से किया गया एक उल्लेखनीय प्रयास है ।
प्रो. डैनियल लाउ के मार्गदर्शन में, शोध दल ने इलेक्ट्रोकैटेलिटिक CO2 कमी दृष्टिकोण शुरू किया है। प्रो. लाउ नैनोमटेरियल के एक प्रसिद्ध विशेषज्ञ और अनुप्रयुक्त भौतिकी विभाग के प्रमुख हैं। संधारणीय बिजली का उपयोग करके, वे कार्बन डाइऑक्साइड को एथिलीन में प्रभावी रूप से बदल सकते हैं। यह एथिलीन उत्पादन के लिए एक अधिक पर्यावरण-अनुकूल और स्थिर विधि प्रदान करता है। यह तकनीक बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए लगभग तैयार है। इसमें कार्बन लूप को बंद करके और कार्बन तटस्थता प्राप्त करके उद्योग में क्रांति लाने की क्षमता है।
“हम उत्पाद चयन क्षमता को बढ़ाने के लिए और सुधार करने पर काम करेंगे और उद्योग के साथ सहयोग के अवसरों की तलाश करेंगे। यह स्पष्ट है कि यह APMA सेल डिज़ाइन एथिलीन और अन्य मूल्यवान रसायनों के हरित उत्पादन की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है और कार्बन उत्सर्जन को कम करने और कार्बन तटस्थता के लक्ष्य को प्राप्त करने में योगदान दे सकता है,” प्रोफेसर डैनियल लाउ ने कहा।
एथिलीन (C2H4) विश्व स्तर पर अत्यधिक मांग वाला रसायन है, जिसका मुख्य उपयोग पॉलीइथिलीन जैसे पॉलिमर के उत्पादन में होता है। ये पॉलिमर हमारे दैनिक जीवन के लिए आवश्यक कई प्लास्टिक और रासायनिक फाइबर उत्पादों का आधार बनते हैं। हालांकि, चूंकि यह मुख्य रूप से पेट्रोकेमिकल्स से प्राप्त होता है, इसलिए इसके उत्पादन से कार्बन उत्सर्जन बहुत अधिक होता है ।
प्रक्रिया के बारे में
प्रोफेसर लाउ के नवोन्मेषी दृष्टिकोण से शुद्ध जल को धातु-रहित एनोलाइट के रूप में उपयोग करके क्षार-धातु इलेक्ट्रोलाइट्स की आवश्यकता समाप्त हो जाती है । इससे कार्बोनेट निर्माण और लवण निक्षेपण भी रुक जाता है। एपीएमए प्रणाली में निम्नलिखित घटक शामिल हैं:
- एनियन-एक्सचेंज झिल्ली (एईएम)
- प्रोटॉन-एक्सचेंज झिल्ली (पीईएम)
- परिणामी झिल्ली संयोजन (एमए)
क्षार धातुओं के बिना, APMA और तांबे के इलेक्ट्रोकैटलिस्ट से युक्त एक सेल स्टैक को सफलतापूर्वक विकसित किया गया, जिससे उल्लेखनीय 50% विशिष्टता के साथ एथिलीन का उत्पादन हुआ। इसके अलावा, इसने 10A के औद्योगिक स्तर के करंट पर 1,000 घंटे से अधिक का प्रभावशाली परिचालन जीवनकाल प्रदर्शित किया , जो मौजूदा प्रणालियों की तुलना में एक महत्वपूर्ण प्रगति दर्शाता है और औद्योगिक पैमाने पर निर्बाध विस्तार को सक्षम बनाता है।
शोधकर्ताओं ने कार्बन फुटप्रिंट को कम करने के लिए एक अत्यंत कुशल विद्युत अपचयन प्रणाली विकसित की है, जिसमें एक महत्वपूर्ण तत्व, यानी विशेष विद्युत उत्प्रेरक शामिल है। तांबा रासायनिक उद्योग में विभिन्न अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने की अपनी क्षमता के लिए प्रसिद्ध है। हालांकि, शोध दल द्वारा उपयोग किए गए उत्प्रेरक में कई उल्लेखनीय विशेषताएं हैं।
अनगिनत नैनो-स्केल तांबे के गोले में जटिल बनावट वाली सतहें होती हैं, जिनमें सीढ़ियाँ, स्टैकिंग दोष और अनाज की सीमाएँ शामिल होती हैं। ये दोष, एक आदर्श धातु संरचना के विपरीत, प्रतिक्रिया के पनपने के लिए एक लाभप्रद वातावरण बनाते हैं।
अन्य उपलब्धियां
अतिरिक्त परीक्षणों से पता चला कि कार्बोनेट और लवणों के निर्माण को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया गया। इसके अलावा, प्रक्रिया के दौरान CO2 या इलेक्ट्रोलाइट्स में से कोई भी नष्ट नहीं हुआ । यह महत्वपूर्ण है क्योंकि पिछली प्रक्रियाओं में, एनोलाइट से क्षार-धातु आयनों के प्रसार के कारण कुछ इलेक्ट्रोलाइट्स नष्ट हो जाते थे। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि उनमें APMA के बजाय द्विध्रुवीय झिल्लियों का उपयोग किया गया था। साथ ही, हाइड्रोजन उत्पादन द्वारा एथिलीन उत्पादन पर हावी होने की समस्या में भी काफी कमी आई है । यह समस्या अम्लीय कैथोड वातावरण में काम करने वाली पिछली प्रणालियों को बुरी तरह प्रभावित कर रही थी।
शोधकर्ताओं ने कार्बन फुटप्रिंट से निपटने के लिए एक इलेक्ट्रोरिडक्शन सिस्टम विकसित किया है, इसलिए जल्द ही इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू होने की उम्मीद है। शोधकर्ताओं के अनुसार, इससे औद्योगिक उत्सर्जन को और अधिक प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकेगा।
स्रोत : पॉलीयू ने उच्च दक्षता वाली कार्बन डाइऑक्साइड विद्युत अपचयन प्रणाली विकसित की
