टोक्यो मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक उपन्यास कार्बन कैप्चर सिस्टम विकसित किया है जो अद्वितीय दक्षता के साथ सीधे पर्यावरण से कार्बन डाइऑक्साइड निकालता है।
आइसोफोरोन डायमाइन (आईपीडीए) को “तरल-ठोस चरण पृथक्करण” प्रणाली में 99 प्रतिशत दक्षता के साथ पर्यावरण में कम सांद्रता पर कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने की सूचना मिली थी।
यौगिक पुन: प्रयोज्य है, कम हीटिंग की आवश्यकता है, और पिछले उपकरणों की तुलना में कम से कम दोगुना तेज है, जिससे यह प्रत्यक्ष वायु संग्रह के लिए एक रोमांचक नया विकास है।
यह शोध ‘एसीएस एनवायर्नमेंटल एयू’ जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
नई नीतियों, जीवन शैली और प्रौद्योगिकियों की तत्काल आवश्यकता के साथ जलवायु परिवर्तन के विनाशकारी प्रभावों को दुनिया भर में महसूस किया जा रहा है जिससे कार्बन उत्सर्जन में कमी आएगी।
हालांकि, कई वैज्ञानिक शुद्ध-शून्य उत्सर्जन लक्ष्य से आगे “शून्य से परे” भविष्य की ओर देख रहे हैं, जहां हम वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को सक्रिय रूप से कम कर सकते हैं।
कार्बन कैप्चर, हटाने और बाद में कार्बन डाइऑक्साइड के भंडारण या रूपांतरण का क्षेत्र तेजी से विकसित हो रहा है, लेकिन इसे बड़े पैमाने पर तैनात किए जाने से पहले बाधाएं बनी हुई हैं।
सबसे बड़ी चुनौतियां दक्षता से आती हैं, विशेष रूप से वायुमंडलीय वायु को सीधे तथाकथित प्रत्यक्ष वायु कैप्चर (डीएसी) सिस्टम में संसाधित करने में।
कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता ऐसी होती है कि सॉर्बेंट्स के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएं बहुत धीमी होती हैं।
अधिक टिकाऊ कैप्चर-एंड-डिसॉर्प्शन चक्रों में कार्बन डाइऑक्साइड को फिर से बाहर निकालने में भी कठिनाई होती है, जो अपने आप में बहुत ऊर्जा-गहन हो सकती है।
यहां तक कि डीएसी संयंत्रों के निर्माण के प्रमुख प्रयास, जैसे कि पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करने वाले, गंभीर दक्षता के मुद्दों और वसूली की लागत का सामना करते हैं, जिससे नई प्रक्रियाओं की तलाश विशेष रूप से जरूरी हो जाती है।
टोक्यो मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर सेजी यामाज़ो के नेतृत्व में एक टीम डीएसी तकनीक के एक वर्ग का अध्ययन कर रही है जिसे तरल-ठोस चरण पृथक्करण प्रणाली के रूप में जाना जाता है।
कई डीएसी प्रणालियों में तरल और कार्बन डाइऑक्साइड के बीच होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ, एक तरल के माध्यम से बुदबुदाती हवा शामिल होती है।
जैसे-जैसे प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, प्रतिक्रिया उत्पाद का अधिक भाग तरल में जमा हो जाता है; यह बाद की प्रतिक्रियाओं को धीमा और धीमा कर देता है।
तरल-ठोस चरण पृथक्करण प्रणाली एक सुरुचिपूर्ण समाधान प्रदान करती है, जहां प्रतिक्रिया उत्पाद अघुलनशील होता है और एक ठोस के रूप में समाधान से बाहर आता है।
तरल में उत्पाद का कोई संचय नहीं होता है, और प्रतिक्रिया की गति ज्यादा धीमी नहीं होती है।
टीम ने तरल अमीन यौगिकों पर अपना ध्यान केंद्रित किया, हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ प्रतिक्रिया गति और दक्षता को अनुकूलित करने के लिए उनकी संरचना को संशोधित किया, लगभग 400ppm से 30% तक।
उन्होंने पाया कि इन यौगिकों में से एक का जलीय घोल, आइसोफोरोन डायमाइन (आईपीडीए), हवा में निहित 99% कार्बन डाइऑक्साइड को एक ठोस कार्बामिक एसिड अवक्षेप में परिवर्तित कर सकता है।
महत्वपूर्ण रूप से, उन्होंने प्रदर्शित किया कि समाधान में बिखरे हुए ठोस को केवल 60 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने की आवश्यकता होती है, जो मूल तरल को पुनर्प्राप्त करते हुए, कैप्चर किए गए कार्बन डाइऑक्साइड को पूरी तरह से छोड़ देता है।
जिस दर पर कार्बन डाइऑक्साइड को हटाया जा सकता था, वह प्रमुख डीएसी लैब सिस्टम की तुलना में कम से कम दोगुना तेज था, जिससे यह दुनिया में सबसे तेज कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर सिस्टम बन गया, जो हवा में कम सांद्रता कार्बन डाइऑक्साइड (400ppm) के प्रसंस्करण के लिए वर्तमान में है।
टीम की नई तकनीक डीएसी सिस्टम में अभूतपूर्व प्रदर्शन और मजबूती का वादा करती है, जिसमें बड़े पैमाने पर तैनात कार्बन कैप्चर सिस्टम के व्यापक निहितार्थ हैं।
अपने सिस्टम को और बेहतर बनाने के अलावा, “शून्य से परे” दुनिया की उनकी दृष्टि अब बदल जाती है कि औद्योगिक अनुप्रयोगों और घरेलू उत्पादों में कैप्चर किए गए कार्बन का प्रभावी ढंग से उपयोग कैसे किया जा सकता है।
दुनिया के सबसे तेज कार्बन डाइऑक्साइड कलेक्टर ने सीधे हवा पर कब्जा करने के लिए नए युग की शुरुआत की
