نئی ٹیکنالوجی کاربن ڈائی آکسائیڈ کو مائع ایندھن میں تبدیل کرتی ہے۔

نیچے دیے گئے فارم کو پُر کریں اور ہم آپ کو "کاربن ڈائی آکسائیڈ کو مائع ایندھن میں تبدیل کرنے کے لیے نئی ٹیکنالوجی کی بہتری" کا PDF ورژن ای میل کریں گے۔
کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2) فوسل ایندھن اور سب سے عام گرین ہاؤس گیس کو جلانے کی پیداوار ہے، جسے ایک پائیدار طریقے سے دوبارہ مفید ایندھن میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ CO2 کے اخراج کو فیول فیڈ اسٹاک میں تبدیل کرنے کا ایک امید افزا طریقہ ایک عمل ہے جسے الیکٹرو کیمیکل کمی کہتے ہیں۔ لیکن تجارتی طور پر قابل عمل ہونے کے لیے، زیادہ مطلوبہ کاربن سے بھرپور مصنوعات کو منتخب کرنے یا تیار کرنے کے لیے عمل کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔ اب، جیسا کہ نیچر انرجی جریدے میں رپورٹ کیا گیا ہے، لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری (برکلے لیب) نے معاون رد عمل کے لیے استعمال ہونے والے تانبے کیٹالسٹ کی سطح کو بہتر بنانے کے لیے ایک نیا طریقہ تیار کیا ہے، اس طرح عمل کی سلیکٹیوٹی میں اضافہ ہوتا ہے۔
"اگرچہ ہم جانتے ہیں کہ تانبا اس ردعمل کے لیے بہترین اتپریرک ہے، لیکن یہ مطلوبہ مصنوعات کے لیے اعلیٰ انتخاب فراہم نہیں کرتا،" الیکسس، برکلے لیب کے شعبہ کیمیکل سائنسز کے ایک سینئر سائنسدان اور یونیورسٹی میں کیمیکل انجینئرنگ کے پروفیسر نے کہا۔ کیلیفورنیا، برکلے. ہجے نے کہا۔ "ہماری ٹیم نے پایا کہ آپ اس قسم کی سلیکٹیوٹی فراہم کرنے کے لیے کیٹالسٹ کے مقامی ماحول کو مختلف حربے استعمال کر سکتے ہیں۔"
پچھلے مطالعات میں، محققین نے تجارتی قدر کے ساتھ کاربن سے بھرپور مصنوعات بنانے کے لیے بہترین برقی اور کیمیائی ماحول فراہم کرنے کے لیے درست حالات قائم کیے ہیں۔ لیکن یہ حالات ان حالات کے برعکس ہیں جو قدرتی طور پر پانی پر مبنی ترسیلی مواد استعمال کرنے والے عام ایندھن کے خلیوں میں پائے جاتے ہیں۔
ایندھن کے سیل پانی کے ماحول میں استعمال ہونے والے ڈیزائن کا تعین کرنے کے لیے، وزارت توانائی کے مائع سنشائن الائنس کے انرجی انوویشن سینٹر پروجیکٹ کے حصے کے طور پر، بیل اور ان کی ٹیم نے آئنومر کی ایک پتلی تہہ کا رخ کیا، جس سے بعض چارجز کی اجازت ہوتی ہے۔ گزرنے کے لیے مالیکیولز (آئنز)۔ دوسرے آئنوں کو خارج کریں۔ ان کی انتہائی منتخب کیمیائی خصوصیات کی وجہ سے، وہ خاص طور پر مائیکرو ماحولیات پر گہرا اثر ڈالنے کے لیے موزوں ہیں۔
بیل گروپ میں پوسٹ ڈاکیٹرل محقق اور اس مقالے کے پہلے مصنف چنیون کم نے دو عام آئنومرز، نیفیون اور سسٹینین کے ساتھ تانبے کے کیٹالسٹس کی سطح کو کوٹ کرنے کی تجویز پیش کی۔ ٹیم نے قیاس کیا کہ ایسا کرنے سے اتپریرک کے قریب ماحول کو تبدیل کرنا چاہئے - جس میں پی ایچ اور پانی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کی مقدار بھی شامل ہے - کسی طرح سے کاربن سے بھرپور مصنوعات تیار کرنے کے رد عمل کو ہدایت کرنے کے لئے جو آسانی سے مفید کیمیکلز میں تبدیل ہوسکتے ہیں۔ مصنوعات اور مائع ایندھن۔
محققین نے ہر آئنومر کی ایک پتلی پرت اور دو آئنومرز کی ایک ڈبل پرت کو تانبے کی فلم پر لگایا جس میں پولیمر مواد کی مدد سے ایک فلم بنائی گئی، جسے وہ ہاتھ کے سائز کے الیکٹرو کیمیکل سیل کے ایک سرے کے قریب داخل کر سکتے ہیں۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کو بیٹری میں داخل کرتے وقت اور وولٹیج لگاتے وقت، انہوں نے بیٹری کے ذریعے بہنے والے کل کرنٹ کی پیمائش کی۔ پھر انہوں نے ردعمل کے دوران ملحقہ ذخائر میں جمع ہونے والی گیس اور مائع کی پیمائش کی۔ دو پرتوں والے کیس کے لیے، انھوں نے پایا کہ کاربن سے بھرپور مصنوعات رد عمل کے ذریعے استعمال کی جانے والی توانائی کا 80% حصہ رکھتی ہیں- بغیر کوٹڈ کیس میں 60% سے زیادہ۔
بیل نے کہا، "یہ سینڈوچ کوٹنگ دونوں جہانوں میں بہترین فراہم کرتی ہے: اعلیٰ مصنوعات کی انتخاب اور اعلیٰ سرگرمی،" بیل نے کہا۔ ڈبل پرت کی سطح نہ صرف کاربن سے بھرپور مصنوعات کے لیے اچھی ہے، بلکہ ایک ہی وقت میں ایک مضبوط کرنٹ بھی پیدا کرتی ہے، جو سرگرمی میں اضافے کی نشاندہی کرتی ہے۔
محققین نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ بہتر ردعمل کاپر کے اوپر براہ راست کوٹنگ میں جمع ہونے والے اعلی CO2 کا نتیجہ تھا۔ اس کے علاوہ، منفی چارج شدہ مالیکیولز جو دو آئنومرز کے درمیان خطے میں جمع ہوتے ہیں، کم مقامی تیزابیت پیدا کریں گے۔ یہ امتزاج ارتکاز کی تجارت کو پورا کرتا ہے جو آئنومر فلموں کی غیر موجودگی میں ہوتا ہے۔
رد عمل کی کارکردگی کو مزید بہتر بنانے کے لیے، محققین نے پہلے سے ثابت شدہ ٹیکنالوجی کی طرف رجوع کیا جس میں CO2 اور pH کو بڑھانے کے لیے ایک اور طریقہ کے طور پر آئنومر فلم کی ضرورت نہیں ہوتی: پلسڈ وولٹیج۔ ڈبل لیئر آئنومر کوٹنگ پر پلسڈ وولٹیج کا اطلاق کرکے، محققین نے بغیر کوٹے ہوئے تانبے اور جامد وولٹیج کے مقابلے کاربن سے بھرپور مصنوعات میں 250 فیصد اضافہ حاصل کیا۔
اگرچہ کچھ محققین اپنے کام کو نئے اتپریرک کی ترقی پر مرکوز کرتے ہیں، تاہم اتپریرک کی دریافت آپریٹنگ حالات کو مدنظر نہیں رکھتی۔ اتپریرک سطح پر ماحول کو کنٹرول کرنا ایک نیا اور مختلف طریقہ ہے۔
ایک سینئر انجینئر ایڈم ویبر نے کہا کہ "ہم مکمل طور پر ایک نیا اتپریرک کے ساتھ نہیں آئے تھے، لیکن رد عمل کینیٹکس کے بارے میں اپنی سمجھ کا استعمال کیا اور اس علم کا استعمال کرتے ہوئے یہ سوچنے میں ہماری رہنمائی کی کہ کیٹالسٹ سائٹ کے ماحول کو کیسے تبدیل کیا جائے۔" برکلے لیبارٹریز میں انرجی ٹکنالوجی کے شعبے میں سائنس دان اور کاغذات کے شریک مصنف۔
اگلا مرحلہ لیپت اتپریرک کی پیداوار کو بڑھانا ہے۔ برکلے لیب ٹیم کے ابتدائی تجربات میں چھوٹے فلیٹ ماڈل سسٹمز شامل تھے، جو تجارتی ایپلی کیشنز کے لیے درکار بڑے رقبے والے غیر محفوظ ڈھانچے سے کہیں زیادہ آسان تھے۔ "ایک چپٹی سطح پر کوٹنگ لگانا مشکل نہیں ہے۔ لیکن تجارتی طریقوں میں تانبے کی چھوٹی گیندوں کی کوٹنگ شامل ہوسکتی ہے،" بیل نے کہا۔ کوٹنگ کی دوسری تہہ شامل کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ ایک امکان یہ ہے کہ دونوں کوٹنگز کو ایک سالوینٹ میں ملا کر جمع کیا جائے، اور امید ہے کہ جب سالوینٹ بخارات بن جائے تو وہ الگ ہوجائیں۔ اگر وہ نہ کریں تو کیا ہوگا؟ بیل نے نتیجہ اخذ کیا: "ہمیں صرف ہوشیار بننے کی ضرورت ہے۔" Kim C، Bui JC، Luo X اور دیگر سے رجوع کریں۔ تانبے پر ڈبل لیئر آئنومر کوٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے کثیر کاربن پروڈکٹس میں CO2 کی الیکٹرو کمی کے لیے حسب ضرورت کیٹیلسٹ مائیکرو ماحولیات۔ نیٹ انرجی 2021;6(11):1026-1034۔ doi:10.1038/s41560-021-00920-8
یہ مضمون مندرجہ ذیل مواد سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے۔ نوٹ: مواد میں طوالت اور مواد کے لیے ترمیم کی گئی ہو گی۔ مزید معلومات کے لیے، براہ کرم حوالہ کردہ ذریعہ سے رابطہ کریں۔