कार्बन कॅप्चर करण्यापासून ते वापरण्याकडे स्विच करणे हा हवामान बदलाविरुद्धच्या लढ्यात एक महत्त्वाचा नमुना बदल आहे. अलीकडे, शास्त्रज्ञांनी एक नवीन उत्प्रेरक प्रणाली सादर केली जी वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड आणि हायड्रोजनला उच्च-गुणवत्तेच्या द्रव इंधनात बदलू शकते, दररोज 110 पाउंड पर्यंत उत्पादन करते. हा फक्त दुसरा प्रयोगशाळेचा प्रयोग नाही; सिंथेटिक इंधन औद्योगिक स्तरावर काम करू शकते याचा पुरावा आहे. हे नवीन उत्प्रेरकासह थर्मोकेमिकल अभिक्रिया ऑप्टिमाइझ करून, पारंपारिक जीवाश्म इंधन काढण्याच्या पद्धती टाळून आणि वर्तुळाकार कार्बन अर्थव्यवस्था तयार करून मुख्य हरितगृह वायूचे शाश्वत ऊर्जा स्त्रोतामध्ये रूपांतर करते. हे यश आपल्याला ‘एअर-टू-टँक’ तंत्रज्ञानाच्या जवळ घेऊन जाते, जिथे वाहने नव्याने काढलेल्या कार्बनऐवजी पुनर्नवीनीकरण केलेल्या उत्सर्जनावर चालतात.
नवीन उत्प्रेरक कार्बन डाय ऑक्साईडला इंधनात यशस्वीपणे बदलत आहे
हे यश नवीन प्रकारचे उत्प्रेरक आहे जे कठीण कार्बन डायऑक्साइड रेणूला सामोरे जाऊ शकते. शास्त्रज्ञांनी उच्च-एंट्रोपी धातूचे संमिश्र मिश्रण शोधून काढले आहे, ज्यामध्ये अनेकदा लोह किंवा कोबाल्ट सारख्या धातूंचा वापर केला जातो, ज्यामुळे हायड्रोजनेशन प्रक्रिया अधिक चांगली होते. या प्रक्रियेचा परिणाम दीर्घ-साखळीतील हायड्रोकार्बन्समध्ये होतो जे नियमित इंजिनांशी थेट सुसंगत असतात. मधील अहवालानुसार युरेकलर्टया सेटअपमध्ये, कार्बन डाय ऑक्साईड आणि हायड्रोजन सतत प्रवाहाच्या प्रतिक्रियेमध्ये दबावाखाली आणि गरम केले जातात, परिणामी दर 24 तासांनी 110 पौंड कृत्रिम इंधनाचे सातत्यपूर्ण उत्पादन होते.
कसे टँडम उत्प्रेरक उच्च उष्णता पराभूत करते
कार्बन डायऑक्साईडचे प्रभावीपणे रूपांतर करण्यासाठी, CO बॉण्ड तोडण्याशी संबंधित थर्मोडायनामिक मर्यादांवर मात करणे महत्त्वाचे आहे. आज, रॉयल सोसायटी ऑफ केमिस्ट्रीच्या संशोधनात नमूद केल्याप्रमाणे, थर्मल आणि इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया उत्प्रेरक करण्यासाठी पृथ्वीवर मुबलक प्रमाणात असलेल्या सामग्रीचा वापर करण्याकडे संशोधन वळले आहे. या शिफ्टमुळे आवश्यक सक्रियता उर्जा मोठ्या प्रमाणात कमी होण्यास मदत होते. दुसऱ्या पध्दतीमध्ये टॅन्डम कॅटॅलिसिसचा समावेश होतो, जेथे अनेक सक्रिय साइट एकामागून एक कार्यरत असतात. शास्त्रज्ञ एकाच वेळी हायड्रोकार्बन साखळी तयार करताना कार्बन डायऑक्साइडचे विघटन करण्यासाठी ही पद्धत वापरतात. आण्विक अभियांत्रिकीमधील हे अत्याधुनिक आण्विक आर्किटेक्चर कृत्रिम इंधनांना पारंपारिक पद्धतीने बनवण्यासाठी विशेषत: आवश्यक असलेल्या अतिउष्णतेची गरज न पडता औद्योगिक स्तरावर प्रतिक्रियांना कार्यक्षम ठेवते.
दैनिक उत्पादनाच्या 110 पौंडामागील मेट्रिक
दररोज 110 पौंड उत्पादन करण्यासाठी ग्रॅम पासून स्विच करणे हा ‘स्पेस-टाइम यील्ड’ (STY) मोजण्याचा एक मार्ग आहे, जे कालांतराने अणुभट्टी किती उत्पादक आहे हे पाहते. उत्पादनाची ही पातळी गाठण्यासाठी उत्प्रेरक आवश्यक आहे जो सतत दबाव आणि प्रवाहात असताना त्याची रचना ठेवू शकतो. याला ‘कोकिंग’ किंवा कार्बन तयार होण्यापासून रोखावे लागते, जे रसायनशास्त्रातील फ्रंटियर्स जर्नलमध्ये नमूद केल्याप्रमाणे मेटल साइट्स बंद करतात. जिओलाइट्स किंवा मेटल-ऑरगॅनिक फ्रेमवर्क सारख्या मोठ्या पृष्ठभागाच्या भागांसह समर्थन वापरणे, हे उत्प्रेरक ठेवण्यास मदत करते. हा सेटअप प्रत्येक सेकंदाला जास्तीत जास्त आण्विक रूपांतरणास अनुमती देतो, 50 किलोग्रॅम दैनिक उत्पादनाच्या मागणीचे लक्ष्य गाठतो.
द्रव कृत्रिम इंधन वाहतुकीसाठी का आवश्यक आहे
ही ‘एअर-टू-टँक’ पद्धत आपण उत्सर्जनाचे द्रव उर्जेमध्ये कसे रूपांतर करू शकतो, ज्यामुळे वर्तुळाकार कार्बन अर्थव्यवस्था शक्य होईल याचे उत्तम उदाहरण आहे. जर हायड्रोजन नूतनीकरणीय स्त्रोतांद्वारे चालवल्या जाणाऱ्या इलेक्ट्रोलिसिसमधून येत असेल तर, उत्पादित इंधन जवळजवळ कार्बन-न्यूट्रल बनते. विमानचालन आणि अवजड शिपिंग सारख्या उद्योगांसाठी हे महत्त्वपूर्ण आहे कारण सध्याच्या बॅटरी एकतर खूप जड आहेत किंवा द्रव इंधन बदलण्यासाठी पुरेशा कार्यक्षम नाहीत. एक पायलट युनिट दररोज 110 पौंड कार्बन डायऑक्साइड इंधनात रूपांतरित करू शकते, जे औद्योगिक सुविधेचे स्थानिक कार्बन फूटप्रिंट कमी करण्यात लक्षणीय मदत करते.
