વૈજ્ઞાનિકોએ લેસર ટેક્નોલોજી વિકસાવી છે જે ભવિષ્યમાં સ્વચ્છ ઈંધણ અને ઉર્જા તકનીકો માટે માર્ગો ખોલી શકે છે.
અમને અશ્મિભૂત ઇંધણ, તેલ અને કુદરતી ગેસને બદલવા માટે પર્યાવરણને અનુકૂળ અને ટકાઉ માર્ગોની તાત્કાલિક જરૂર છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) એ તમામ પ્રવૃત્તિઓ અને સ્ત્રોતો દ્વારા ઉત્પાદિત વિપુલ પ્રમાણમાં કચરો ઉત્પાદન છે જે અશ્મિભૂત ઇંધણ પર આધાર રાખે છે. આપણામાં લગભગ 35 બિલિયન મેટ્રિક ટન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ છોડવામાં આવે છે ગ્રહની સમગ્ર વિશ્વમાં વીજળી ઉત્પન્ન કરતા પાવર પ્લાન્ટ્સ, વાહનો અને ઔદ્યોગિક સેટઅપ્સમાંથી વાર્ષિક કચરાના ઉત્પાદન તરીકે વાતાવરણ. વૈશ્વિક આબોહવા પર CO2 ની અસરોને ઘટાડવા માટે, આ નકામા CO2 ને ઉપયોગ કરવા યોગ્યમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. ઊર્જા જેમ કે કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને અન્ય ઉર્જા-વિપુલ સ્ત્રોતો. ઉદાહરણ તરીકે, પાણી CO2 સાથે પ્રતિક્રિયા કરવાથી ઊર્જા-સમૃદ્ધ હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે, જ્યારે હાઇડ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા થાય છે ત્યારે તે હાઇડ્રોકાર્બન અથવા આલ્કોહોલ જેવા ઉપયોગી રસાયણો ઉત્પન્ન કરે છે. આવા ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ વિવિધ હેતુઓ માટે થઈ શકે છે અને તે પણ વૈશ્વિક ઔદ્યોગિક ધોરણે.
ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ એ ઉત્પ્રેરક છે જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે - જ્યારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા થઈ રહી હોય પરંતુ વિદ્યુત શક્તિ પણ સામેલ હોય. ઉદાહરણ તરીકે, યોગ્ય ઉત્પ્રેરક પાણીને નિયંત્રિત રીતે બનાવવા માટે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનની પ્રતિક્રિયા કરવામાં મદદ કરી શકે છે, અન્યથા તે માત્ર બે વાયુઓનું રેન્ડમ મિશ્રણ હશે. અથવા તો હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન બાળીને વીજળી ઉત્પન્ન કરવી. ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સ પોતાને પ્રતિક્રિયામાં વપરાશ કર્યા વિના રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના દરમાં ફેરફાર કરે છે અથવા વધારો કરે છે. CO2 ના સંદર્ભમાં, ઇચ્છિત CO2 ના ઘટાડામાં કાર્યક્ષમતા 'સ્ટેપ-ચેન્જ' હાંસલ કરવાના સંદર્ભમાં ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સને સુસંગત અને આશાસ્પદ તરીકે જોવામાં આવે છે.
કમનસીબે, આ ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેની ચોક્કસ પદ્ધતિ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાતી નથી અને સોલ્યુશનમાં નિષ્ક્રિય અણુઓના "અવાજ" સાથે અલ્પજીવી મધ્યવર્તી અણુઓના સ્તરો વચ્ચે તફાવત કરવો તે એક નોંધપાત્ર પડકાર છે. મિકેનિઝમની આ મર્યાદિત સમજ ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સની ડિઝાઇનમાં કોઈપણ સંભવિત ફેરફારમાં મુશ્કેલીઓ ઊભી કરે છે.
લિવરપૂલ યુનિવર્સિટી યુકેના વૈજ્ઞાનિકોએ એ દર્શાવ્યું છે લેસરમાં પ્રકાશિત થયેલ તેમના અભ્યાસમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઘટાડા માટે આધારિત સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી તકનીક નેચર કેટાલિસિસ. તેઓએ ઉત્પ્રેરક (Mn(bpy)(CO)3Br) ની શોધ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રયોગો સાથે પ્રથમ વખત વાઇબ્રેશનલ સમ-ફ્રિકવન્સી જનરેશન અથવા VSFG સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કર્યો હતો જે આશાસ્પદ CO2 ઘટાડો ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ તરીકે જોવામાં આવે છે. અત્યંત ટૂંકા અંતરાલ માટે પ્રતિક્રિયાના ઉત્પ્રેરક ચક્રમાં હાજર રહેલા નિર્ણાયક મધ્યસ્થીઓનું વર્તન પ્રથમ વખત જોવા મળ્યું હતું. VSFG ટેક્નોલોજી ઉત્પ્રેરક ચક્રમાં અત્યંત અલ્પજીવી પ્રજાતિઓના વર્તન અને હિલચાલને અનુસરવાનું શક્ય બનાવે છે અને તેથી ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજવામાં અમને મદદ કરે છે. તેથી, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેનું ચોક્કસ વર્તન સમજી શકાય છે.
આ અભ્યાસ કેટલાક જટિલ રાસાયણિક માર્ગોની આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે અને અમને ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સ માટે નવી ડિઝાઇન બનાવવાની મંજૂરી આપી શકે છે. સંશોધકો પહેલાથી જ આ તકનીકની સંવેદનશીલતા કેવી રીતે સુધારવી તે અંગે તપાસ કરી રહ્યા છે અને વધુ સારા સિગ્નલ ટુ નોઈઝ રેશિયો માટે નવી ડિટેક્શન સિસ્ટમ વિકસાવી રહ્યા છે. આ અભિગમ કાર્યક્ષમતા માટેના રસ્તાઓ ખોલવામાં મદદ કરી શકે છે સ્વચ્છ બળતણ અને માટે વધુ સંભાવનાઓ મેળવો સ્વચ્છ શક્તિ. વાણિજ્યિક સ્તરે વધુ કાર્યક્ષમતા હાંસલ કરવા માટે આવી પ્રક્રિયાને આખરે ઔદ્યોગિક ધોરણે વધારવાની જરૂર છે. અશ્મિભૂત ઇંધણ બર્નિંગ પ્લાન્ટ્સમાંથી ઉત્પાદિત CO2 ના મોટા જથ્થાને નિયંત્રિત કરવા માટે ઔદ્યોગિક પ્રગતિની જરૂર પડશે.
***
{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
નેરી જી એટ અલ. 2018. પૃથ્વી-વિપુલ ઉત્પ્રેરક દ્વારા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઘટાડા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી પર ઉત્પ્રેરક મધ્યવર્તીઓની શોધ. નેચર કેટાલિસિસ. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
***
