तांबा उत्प्रेरक की मदद कॉर्बन डॉईऑक्साइड से तरल ईंधन निकाला

• वर्ष 1970 से ही तांबे का गुण पता था

• इस प्रयोग का फिल्मांकन भी किया गया

• अब तरल ईंधन का बहुआयामी प्रयोग होगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः यह जानकारी तो 1970 में ही वैज्ञानिकों को हो गयी थी कि तांबे में कुछ खास है। प्रयोग के दौरान यह पाया गया था कि तांबा में कार्बन डाइऑक्साइड को मूल्यवान रसायनों और ईंधन में बदलने की विशेष क्षमता है। लेकिन कई वर्षों से, वैज्ञानिक यह समझने के लिए संघर्ष कर रहे हैं कि यह सामान्य धातु इलेक्ट्रोकैटलिस्ट के रूप में कैसे काम करती है।

अब जाकर इसमें सफलता हाथ लगी है। लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी (बर्कले लैब) के नेतृत्व में एक शोध दल ने तांबे के नैनोकणों (एक मीटर के एक अरब वें हिस्से) के पैमाने पर इस घटना को कैद किया है। जिसमें तांबा के ऐसे विद्युतीय उप्रेरक सीओ2 और पानी को नवीकरणीय में परिवर्तित करते हैं।

इससे एथिलीन, इथेनॉल, और प्रोपेनोल मिला है। यानी इस विधि से अब सीओ2 से तरह ईंधन हासिल किया जा सकता है। नेचर पत्रिका में इस सफलता की जानकारी दी गयी है।

बर्कले लैब, यूसी बर्कले और कॉर्नेल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने काम में योगदान दिया। कागज पर अन्य लेखकों में सह-प्रथम लेखक शीना लुइसा और सनमून यू, पूर्व यूसी बर्कले पीएच.डी. शामिल हैं। जियान्बो जिन, इनवान रोह, चुबाई चेन, मारिया वी. फोंसेका गुज़मैन, जूलियन फीजो, पेंग-चेंग चेन, होंगसेन वांग, क्रिस्टोफर पोलक, शिन हुआंग, यू-त्सुआन शाओ, चेंग वांग, डेविड ए के साथ पीडोंग यांग के समूह में छात्र मुलर, और हेक्टर डी. अब्रुना भी इस दल में शामिल थे।

तांबे के नैनोग्रेन संभावित रूप से कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण के लिए डिज़ाइन किए गए कुछ उत्प्रेरकों की ऊर्जा दक्षता और उत्पादकता को बढ़ा सकते हैं, अनुसंधान का एक क्षेत्र जिसका उद्देश्य सूर्य के प्रकाश, पानी और सीओ 2 से सौर ईंधन का उत्पादन करना है। वर्तमान में, डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी-फंडेड लिक्विड सनलाइट एलायंस (लीएसए) के शोधकर्ताओं ने भविष्य के सौर ईंधन उपकरणों के डिजाइन में तांबे के नैनोग्रेन उत्प्रेरक का उपयोग करने की योजना बनाई है।

बर्कले लैब के मैटेरियल्स साइंसेज एंड केमिकल साइंसेज के एक वरिष्ठ संकाय वैज्ञानिक पीडोंग यांग ने कहा। विभाग जिन्होंने अध्ययन का नेतृत्व किया। यांग यूसी बर्कले में रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर भी हैं। इस काम को प्रमाणित करने के लिए सॉफ्ट एक्स-रे जांच के साथ ऑपरेंडो 4 डी इलेक्ट्रोकेमिकल तरल-सेल एसटीईएम (स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी) नामक एक नई इमेजिंग तकनीक का प्रयोग किया गया था। इसका मकसद पूरे घटनाक्रम का फिल्मांकन करना भी था।

नई तकनीक के केंद्र में उल्लेखनीय बहुमुखी प्रतिभा वाला एक विद्युत रासायनिक तरल सेल है। यह आकार में मानव बाल की तुलना में एक हजार गुना पतला है। इसकी यही खास डिजाइन उन्हें इलेक्ट्रॉन बीम क्षति से बचाते हुए नाजुक नमूनों की विश्वसनीय इमेजिंग की अनुमति देता है।

प्रयोगों के दौरान, याओ यांग और टीम ने कॉपर नैनोकणों (7 नैनोमीटर से 18 नैनोमीटर के आकार में) का निरीक्षण करने के लिए सीओ2 इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान सक्रिय नैनोग्रैन्स में विकसित होने के लिए नए इलेक्ट्रोकेमिकल तरल सेल का उपयोग किया – एक प्रक्रिया जो प्रतिक्रिया को चलाने के लिए बिजली का उपयोग करती है एक विद्युत उत्प्रेरक की सतह।

प्रयोगों में यह दिखा कि तांबे के नैनोकण विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया के सेकंड के भीतर बड़े धातु तांबे नैनोग्रेन्स के तौर पर जुड़ते चले गये। यह बताया गया है कि सीओ 2 इस इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, कॉपर नैनोपार्टिकल्स इलेक्ट्रोकेमिकल स्कैम्बलिंग नामक प्रक्रिया के दौरान अपनी संरचना बदलते हैं।

पीडोंग यांग ने बताया कि तांबे के नैनोकणों की ऑक्साइड की सतह की परत कम हो जाती है, जिससे सीओ 2 अणुओं को संलग्न करने के लिए तांबे की सतह पर खुली जगह बन जाती है। कॉपर नैनोग्रेन सतह से बांधता है, तब इलेक्ट्रॉनों को सीओ 2 में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिससे एक प्रतिक्रिया होती है जो एक साथ एथिलीन, इथेनॉल और प्रोपेनोल के साथ-साथ अन्य मल्टीकार्बन उत्पादों का उत्पादन करती है।