लेजर टेक्नोलोजीमा भएको प्रगतिले क्लिनर इन्धन र ऊर्जाको लागि नयाँ भिस्टाहरू खोल्छ

वैज्ञानिकहरूले लेजर प्रविधिको विकास गरेका छन् जसले भविष्यमा स्वच्छ इन्धन र ऊर्जा प्रविधिहरूको लागि बाटो खोल्न सक्छ।

हामीलाई जीवाश्म ईन्धन, तेल र प्राकृतिक ग्याँस प्रतिस्थापन गर्न वातावरण मैत्री र दिगो तरिकाहरू तत्काल चाहिन्छ। कार्बन डाइअक्साइड (CO2) जीवाश्म ईन्धनमा भर परेका सबै गतिविधि र स्रोतहरूद्वारा उत्पादित प्रचुर मात्रामा अपशिष्ट उत्पादन हो। करिब ३५ अर्ब मेट्रिक टन कार्बन डाइअक्साइड हाम्रो देशमा निस्कन्छ ग्रहको वायुमण्डल वार्षिक रूपमा बिजुली उत्पादन गर्ने पावर प्लान्टहरू, सवारी साधनहरू र विश्वभरका औद्योगिक सेटअपहरूबाट फोहोर उत्पादनको रूपमा। विश्वव्यापी जलवायुमा CO2 को प्रभावहरू कम गर्न, यो बर्बाद CO2 लाई प्रयोगयोग्य बनाउन सट्टामा परिणत गर्न सकिन्छ। ऊर्जा जस्तै कार्बन मोनोअक्साइड र अन्य ऊर्जा-प्रचुर स्रोतहरू। उदाहरण, पानी CO2 सँग प्रतिक्रिया गर्दा ऊर्जा-सम्पन्न हाइड्रोजन ग्यास उत्पादन हुन्छ, जब हाइड्रोजनसँग प्रतिक्रिया गर्दा यसले हाइड्रोकार्बन वा अल्कोहल जस्ता उपयोगी रसायनहरू उत्पादन गर्दछ। त्यस्ता उत्पादनहरू विभिन्न उद्देश्यका लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ र त्यो पनि विश्वव्यापी औद्योगिक स्तरमा।

इलेक्ट्रोकाटालिस्टहरू उत्प्रेरकहरू हुन् जसले इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरूमा भाग लिन्छन् - जब रासायनिक प्रतिक्रिया भइरहेको छ तर विद्युतीय शक्ति पनि समावेश छ। उदाहरण, सही उत्प्रेरकले हाइड्रोजन र अक्सिजनलाई नियन्त्रित तरिकाले पानी बनाउनको लागि प्रतिक्रिया दिन मद्दत गर्न सक्छ, अन्यथा यो केवल दुई ग्यासहरूको अनियमित मिश्रण हुनेछ। वा हाइड्रोजन र अक्सिजन जलाएर बिजुली उत्पादन गर्न पनि। Electrocatalysts ले रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको दरलाई परिमार्जन वा वृद्धि गर्दछ जुन प्रतिक्रियामा आफैं खपत नगरी हुन्छ। CO2 को सन्दर्भमा, Electrocatalysts लाई चाहना अनुसार CO2 को कमीमा दक्षता 'चरण-परिवर्तन' हासिल गर्ने सन्दर्भमा सान्दर्भिक र आशाजनक रूपमा हेरिन्छ।

दुर्भाग्यवश, यी इलेक्ट्रोकाटालिस्टहरूले कसरी काम गर्छन् भन्ने सही संयन्त्र पूर्ण रूपमा बुझिएको छैन र यो समाधानमा निष्क्रिय अणुहरूको "शोर" संग छोटो-अवकाश मध्यवर्ती अणुहरूको तहहरू बीच भिन्नता गर्न महत्त्वपूर्ण चुनौती बनेको छ। संयन्त्रको यो सीमित समझले इलेक्ट्रोकाटालिस्टहरूको डिजाइनमा कुनै पनि सम्भावित परिवर्तनमा कठिनाइहरू खडा गर्छ।

बेलायतको लिभरपुल युनिभर्सिटीका वैज्ञानिकहरूले एक प्रदर्शन गरेका छन् लेजरकार्बन डाइअक्साइडको इलेक्ट्रोकेमिकल न्यूनीकरणका लागि आधारित स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रविधिको अध्ययनमा प्रकाशित प्रकृति क्याटालिसिस। तिनीहरूले एक उत्प्रेरक (Mn(bpy)(CO)3Br) को अन्वेषण गर्न इलेक्ट्रोकेमिकल प्रयोगहरूको साथमा पहिलो पटक भाइब्रेसनल सम-फ्रिक्वेन्सी जेनेरेसन वा VSFG स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रयोग गरे जुन एक आशाजनक CO2 घटाउने इलेक्ट्रोकाटलिस्टको रूपमा देखिन्छ। प्रतिक्रियाको उत्प्रेरक चक्रमा धेरै छोटो अन्तरालका लागि उपस्थित महत्त्वपूर्ण मध्यस्थहरूको व्यवहार पहिलो पटक अवलोकन गरिएको थियो। VSFG टेक्नोलोजीले उत्प्रेरक चक्रमा पनि अत्यन्त छोटो अवधिका प्रजातिहरूको व्यवहार र आन्दोलनलाई पछ्याउन सम्भव बनाउँछ र त्यसैले हामीलाई इलेक्ट्रोकाटालिस्टहरूले कसरी काम गर्छ भनेर बुझ्न मद्दत गर्छ। त्यसोभए, रासायनिक प्रतिक्रियामा इलेक्ट्रोकाटालिस्टहरूले कसरी काम गर्छन् भन्ने सही व्यवहार बुझिन्छ।

यस अध्ययनले केही जटिल रासायनिक मार्गहरूमा अन्तर्दृष्टि प्रदान गर्दछ र हामीलाई इलेक्ट्रोकाटलिस्टहरूका लागि नयाँ डिजाइनहरू सिर्जना गर्न अनुमति दिन सक्छ। अन्वेषकहरूले यस प्रविधिको संवेदनशीलता कसरी सुधार गर्ने भनेर पहिले नै अनुसन्धान गरिरहेका छन् र आवाज अनुपातमा राम्रो संकेतको लागि नयाँ पत्ता लगाउने प्रणाली विकास गर्दैछन्। यो दृष्टिकोणले कुशलताका लागि बाटो खोल्न मद्दत गर्न सक्छ स्वच्छ इन्धन र थप सम्भाव्यता जुटाउन स्वच्छ ऊर्जा। यस्तो प्रक्रियालाई अन्ततः व्यावसायिक स्तरमा थप दक्षता हासिल गर्नको लागि औद्योगिक रूपमा मापन गर्न आवश्यक छ। जीवाश्म ईन्धन जलाउने बिरुवाहरु बाट उत्पादित CO2 को ठूलो मात्रा को ह्यान्डल गर्न को लागी औद्योगिक प्रगति को आवश्यकता हुनेछ।

***

स्रोत (हरू)

नेरी जी एट अल। 2018. पृथ्वी-प्रचुर मात्रामा उत्प्रेरक द्वारा कार्बन डाइअक्साइड घटाउने क्रममा इलेक्ट्रोड सतहमा उत्प्रेरक मध्यवर्तीहरूको पत्ता लगाउने। प्रकृति क्याटालिसिस. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533

***