एक नई तकनीक जो हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ती है और केवल सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके ईंधन में बदल जाती है, जलवायु परिवर्तन और ऊर्जा उत्पादन दोनों के लिए हमारे दृष्टिकोण को फिर से खोलने में मदद कर सकती है। कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित किया गया नवाचार, वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को उपयोगी ईंधन में परिवर्तित करने के लिए एक कृत्रिम संयंत्र, काम करने वाले दिन और रात की तरह काम करता है।
डिवाइस में एक दोहरे-कक्ष प्रणाली होती है जो एक दैनिक चक्र में काम करती है-रात में हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को कैप्चर करना और इसे केंद्रित सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके दिन के दौरान संश्लेषण गैस (Syngas) में परिवर्तित करना। इस syngas को तब विभिन्न ईंधन और रसायनों में तब्दील किया जा सकता है, संभवतः जीवाश्म ईंधन के लिए एक स्थायी विकल्प की पेशकश की जा सकती है।
“क्या होगा अगर कार्बन डाइऑक्साइड को भूमिगत पंप करने के बजाय, हमने इससे कुछ उपयोगी बनाया?” कैम्ब्रिज के यूसुफ हैमिद के रसायन विज्ञान के डॉ। सायन कर ने कहा। “CO2 एक हानिकारक ग्रीनहाउस गैस है, लेकिन इसे ग्लोबल वार्मिंग में योगदान के बिना उपयोगी रसायनों में भी बदल दिया जा सकता है।”
प्रौद्योगिकी पारंपरिक कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (CCS) विधियों से एक महत्वपूर्ण प्रस्थान का प्रतिनिधित्व करती है, जिसमें आमतौर पर पर्याप्त ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है और भूमिगत CO2 भंडारण की दीर्घकालिक सुरक्षा के बारे में चल रहे सवालों का सामना करना पड़ता है।
“खर्च और ऊर्जा की तीव्रता के अलावा, सीसीएस जीवाश्म ईंधन को जलाने के लिए एक बहाना प्रदान करता है, जो कि पहले स्थान पर जलवायु संकट का कारण है,” प्रोफेसर इरविन रीस्नर ने कहा, जिन्होंने शोध का नेतृत्व किया। “CCS भी एक गैर-परिपत्र प्रक्रिया है, क्योंकि दबाव वाला CO2 सबसे अच्छा, अनिश्चित काल के लिए भूमिगत रूप से संग्रहीत है, जहां यह किसी के लिए भी कोई उपयोग नहीं है।”
सिस्टम का ऑपरेशन प्रकाश संश्लेषण की प्राकृतिक प्रक्रिया को दर्शाता है, लेकिन बढ़ी हुई दक्षता के साथ। रात के घंटों के दौरान, सिलिका और पॉलीमाइन सामग्री युक्त विशेष फिल्टर एक स्पंज की तरह काम करते हैं, हवा से CO2 को अवशोषित करते हैं। जब दिन के उजाले आते हैं, तो केंद्रित सूर्य के प्रकाश ने एक उपन्यास उत्प्रेरक प्रणाली का उपयोग करके अपने रूपांतरण को Syngas में अपने रूपांतरण को शक्ति प्रदान करते हुए कैप्चर किए गए CO2 को गर्म किया।
शोधकर्ताओं ने कार्बन डाइऑक्साइड रूपांतरण में कई लंबे समय से चली आ रही चुनौतियों को पार करने के लिए डिवाइस को इंजीनियर किया। कैप्चर और रूपांतरण चरणों को अलग करके, उन्होंने ऑक्सीजन के हस्तक्षेप की समस्या से परहेज किया, जिसने प्रत्यक्ष वायु रूपांतरण पर पिछले प्रयासों को बाधित किया है। सिस्टम भी इसे संसाधित करने से पहले कैप्चर किए गए CO2 को केंद्रित करके उच्च रूपांतरण दरों को प्राप्त करता है।
रूपांतरण प्रक्रिया का दिल आणविक और अर्धचालक सामग्री के संयोजन के लिए एक विशेष रूप से विकसित हाइब्रिड उत्प्रेरक पर निर्भर करता है। यह उत्प्रेरक कुशलता से एक अतिरिक्त अभिकारक के रूप में अपशिष्ट प्लास्टिक-व्युत्पन्न यौगिकों का उपयोग करते हुए, एक साथ दो पर्यावरणीय चुनौतियों को संबोधित करते हुए, अपशिष्ट प्लास्टिक-व्युत्पन्न यौगिकों का उपयोग करते हुए, एक साथ दो पर्यावरणीय चुनौतियों को संबोधित करता है।
पिछले दृष्टिकोणों के विपरीत, जिन्हें शुद्ध CO2 या उच्च तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है, यह प्रणाली हल्के परिस्थितियों में संचालित होती है और CO2 को सीधे हवा से संसाधित कर सकती है। शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि उनका उपकरण सिम्युलेटेड रात के संचालन के दौरान लगभग नौ घंटे तक CO2 को लगातार कैप्चर कर सकता है, फिर दिन के दौरान इसे रिलीज़ और परिवर्तित कर सकता है।
प्रौद्योगिकी विकेंद्रीकृत अनुप्रयोगों के लिए विशेष वादा दिखाती है, संभावित रूप से दूरस्थ स्थानों या ऑफ-ग्रिड सेटिंग्स में ईंधन उत्पादन के लिए अनुमति देती है। “अगर हमने इन उपकरणों को पैमाने पर बनाया है, तो वे एक बार में दो समस्याओं को हल कर सकते हैं: वातावरण से CO2 को हटाना और जीवाश्म ईंधन के लिए एक स्वच्छ विकल्प बना रहा है,” कर ने कहा।
निहितार्थ केवल ईंधन उत्पादन से परे हैं। सिस्टम द्वारा उत्पादित Syngas विभिन्न रसायनों और फार्मास्यूटिकल्स के निर्माण के लिए एक बिल्डिंग ब्लॉक के रूप में काम कर सकता है, जो अधिक टिकाऊ औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए एक मार्ग की पेशकश करता है।
रेइस्नर ने कहा, “उन उत्पादों का उत्पादन करने के लिए जीवाश्म ईंधन को खोदने और जलाने के बजाय, जिन पर हम भरोसा करने के लिए आए हैं, हम उन सभी CO2 को प्राप्त कर सकते हैं जिनकी हमें सीधे हवा से आवश्यकता होती है और इसका पुन: उपयोग किया जाता है,” Reisner ने कहा। “हम एक गोलाकार, स्थायी अर्थव्यवस्था का निर्माण कर सकते हैं – अगर हमारे पास इसे करने की राजनीतिक इच्छाशक्ति है।”
अनुसंधान टीम वर्तमान में उत्पादित सिनेगास को तरल ईंधन में बदलने के लिए प्रौद्योगिकी और विकासशील तरीकों को बढ़ाने पर काम कर रही है। विश्वविद्यालय के व्यावसायीकरण शाखा, कैम्ब्रिज एंटरप्राइज के समर्थन के साथ, वे आने वाले महीनों में बड़े पैमाने पर परीक्षण शुरू करने का लक्ष्य रखते हैं।
नेचर एनर्जी में प्रकाशित शोध, यूके रिसर्च एंड इनोवेशन, यूरोपियन रिसर्च काउंसिल, रॉयल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग और कैम्ब्रिज ट्रस्ट द्वारा समर्थित था।
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