اس مضمون کا سائنس X کے ادارتی طریقہ کار اور پالیسیوں کے مطابق جائزہ لیا گیا ہے۔ ایڈیٹرز نے مواد کی سالمیت کو یقینی بناتے ہوئے درج ذیل خصوصیات پر زور دیا ہے:
کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2) زمین پر زندگی کے لیے ایک ضروری وسیلہ اور ایک گرین ہاؤس گیس ہے جو گلوبل وارمنگ میں معاون ہے۔ آج، سائنس دان کاربن ڈائی آکسائیڈ کو قابل تجدید، کم کاربن ایندھن اور اعلیٰ قیمت والی کیمیائی مصنوعات کی پیداوار کے لیے ایک امید افزا وسیلہ کے طور پر پڑھ رہے ہیں۔
محققین کے لیے چیلنج کاربن ڈائی آکسائیڈ کو اعلیٰ معیار کے کاربن انٹرمیڈیٹس جیسے کاربن مونو آکسائیڈ، میتھانول یا فارمک ایسڈ میں تبدیل کرنے کے موثر اور سرمایہ کاری مؤثر طریقوں کی نشاندہی کرنا ہے۔
نیشنل رینیوایبل انرجی لیبارٹری (NREL) کے KK Neuerlin کی قیادت میں ایک تحقیقی ٹیم اور Argonne National Laboratory اور Oak Ridge National Laboratory کے ساتھیوں نے اس مسئلے کا ایک امید افزا حل تلاش کیا ہے۔ ٹیم نے اعلی توانائی کی کارکردگی اور استحکام کے ساتھ قابل تجدید بجلی کا استعمال کرتے ہوئے کاربن ڈائی آکسائیڈ سے فارمک ایسڈ بنانے کے لیے ایک تبدیلی کا طریقہ تیار کیا۔
یہ مطالعہ، جس کا عنوان ہے "کاربن ڈائی آکسائیڈ کو فارمک ایسڈ میں موثر الیکٹرو کیمیکل تبدیلی کے لیے اسکیل ایبل میمبرین الیکٹروڈ اسمبلی آرکیٹیکچر،" جرنل نیچر کمیونیکیشنز میں شائع ہوا تھا۔
فارمک ایسڈ ایک ممکنہ کیمیائی انٹرمیڈیٹ ہے جس میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، خاص طور پر کیمیائی یا حیاتیاتی صنعتوں میں خام مال کے طور پر۔ فارمک ایسڈ کو صاف ہوابازی کے ایندھن میں بائیو ریفائننگ کے لیے فیڈ اسٹاک کے طور پر بھی شناخت کیا گیا ہے۔
CO2 کے الیکٹرولیسس کے نتیجے میں جب الیکٹرولائٹک سیل پر برقی صلاحیت کا اطلاق ہوتا ہے تو کیمیکل انٹرمیڈیٹس جیسے فارمک ایسڈ یا ایتھیلین جیسے مالیکیولز میں CO2 کی کمی واقع ہوتی ہے۔
الیکٹرولائزر میں میمبرین الیکٹروڈ اسمبلی (MEA) عام طور پر ایک آئن کنڈکٹنگ میمبرین (کیٹیشن یا ایون ایکسچینج میمبرین) پر مشتمل ہوتی ہے جو دو الیکٹروڈز کے درمیان سینڈویچ ہوتی ہے جس میں ایک الیکٹروکٹیلسٹ اور آئن کنڈکٹنگ پولیمر ہوتا ہے۔
فیول سیل ٹیکنالوجیز اور ہائیڈروجن الیکٹرولیسس میں ٹیم کی مہارت کا استعمال کرتے ہوئے، انہوں نے الیکٹرولائٹک سیلز میں متعدد MEA کنفیگریشنز کا مطالعہ کیا تاکہ CO2 کی الیکٹرو کیمیکل کمی کا فارمک ایسڈ سے موازنہ کیا جا سکے۔
مختلف ڈیزائنوں کے ناکامی کے تجزیے کی بنیاد پر، ٹیم نے موجودہ مواد کے سیٹوں کی حدوں سے فائدہ اٹھانے کی کوشش کی، خاص طور پر موجودہ آئن ایکسچینج میمبرینز میں آئن کے مسترد ہونے کی کمی، اور مجموعی نظام کے ڈیزائن کو آسان بنانے کی کوشش کی۔
NREL کے KS Neierlin اور Leiming Hu کی ایجاد ایک نئی سوراخ شدہ کیشن ایکسچینج میمبرین کا استعمال کرتے ہوئے ایک بہتر MEA الیکٹرولائزر تھی۔ یہ سوراخ شدہ جھلی مستقل، انتہائی منتخب فارمک ایسڈ کی پیداوار فراہم کرتی ہے اور آف دی شیلف اجزاء کا استعمال کرکے ڈیزائن کو آسان بناتی ہے۔
"اس مطالعہ کے نتائج فارمک ایسڈ جیسے نامیاتی تیزاب کی الیکٹرو کیمیکل پیداوار میں ایک مثالی تبدیلی کی نمائندگی کرتے ہیں،" شریک مصنف نیئرلن نے کہا۔ "چھید والی جھلی کا ڈھانچہ پچھلے ڈیزائنوں کی پیچیدگی کو کم کرتا ہے اور اسے توانائی کی کارکردگی اور دیگر الیکٹرو کیمیکل کاربن ڈائی آکسائیڈ کی تبدیلی کے آلات کی پائیداری کو بہتر بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔"
کسی بھی سائنسی پیش رفت کی طرح، لاگت کے عوامل اور اقتصادی فزیبلٹی کو سمجھنا ضروری ہے۔ تمام شعبوں میں کام کرتے ہوئے، NREL کے محققین Zhe Huang اور Tao Ling نے ایک تکنیکی اقتصادی تجزیہ پیش کیا جس میں آج کے صنعتی فارمک ایسڈ کی پیداوار کے عمل کے ساتھ لاگت کی برابری حاصل کرنے کے طریقوں کی نشاندہی کی گئی جب قابل تجدید بجلی کی قیمت 2.3 سینٹ فی کلو واٹ فی گھنٹہ یا اس سے کم ہو۔
"ٹیم نے یہ نتائج تجارتی طور پر دستیاب اتپریرک اور پولیمر جھلی کے مواد کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیے، جبکہ ایک MEA ڈیزائن تیار کیا جو جدید ایندھن کے خلیات اور ہائیڈروجن الیکٹرولیسس پلانٹس کی توسیع پذیری کا فائدہ اٹھاتا ہے،" Neierlin نے کہا۔
"اس تحقیق کے نتائج قابل تجدید بجلی اور ہائیڈروجن کا استعمال کرتے ہوئے کاربن ڈائی آکسائیڈ کو ایندھن اور کیمیکلز میں تبدیل کرنے میں مدد کر سکتے ہیں، جس سے اسکیل اپ اور کمرشلائزیشن کی منتقلی کو تیز کیا جا سکتا ہے۔"
الیکٹرو کیمیکل کنورژن ٹیکنالوجیز NREL کے Electrons to Molecules پروگرام کا ایک بنیادی عنصر ہیں، جو اگلی نسل کے قابل تجدید ہائیڈروجن، صفر ایندھن، کیمیکلز اور برقی طور پر چلنے والے عمل کے لیے مواد پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔
"ہمارا پروگرام کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی جیسے مالیکیولز کو مرکبات میں تبدیل کرنے کے لیے قابل تجدید بجلی استعمال کرنے کے طریقے تلاش کر رہا ہے جو توانائی کے ذرائع کے طور پر کام کر سکتے ہیں،" رینڈی کورٹرائٹ نے کہا، NREL کے الیکٹران ٹرانسفر اور/یا ایندھن کی پیداوار کے لیے پیشگی حکمت عملی کے ڈائریکٹر۔ یا کیمیکل۔"
"یہ الیکٹرو کیمیکل تبادلوں کی تحقیق ایک پیش رفت فراہم کرتی ہے جسے الیکٹرو کیمیکل تبدیلی کے عمل کی ایک حد میں استعمال کیا جا سکتا ہے، اور ہم اس گروپ سے مزید امید افزا نتائج کے منتظر ہیں۔"
مزید معلومات: Leiming Hu et al.، CO2 کی موثر الیکٹرو کیمیکل تبدیلی کے لیے اسکیل ایبل میمبرین الیکٹروڈ اسمبلی آرکیٹیکچر فارمک ایسڈ میں، نیچر کمیونیکیشنز (2023)۔ DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
اگر آپ کو ٹائپنگ کی غلطی، غلطی، یا اس صفحہ پر مواد میں ترمیم کرنے کی درخواست جمع کرانا چاہتے ہیں، تو براہ کرم یہ فارم استعمال کریں۔ عام سوالات کے لیے، براہ کرم ہمارا رابطہ فارم استعمال کریں۔ عام تاثرات کے لیے، ذیل میں عوامی تبصرے کا سیکشن استعمال کریں (ہدایات پر عمل کریں)۔
آپ کی رائے ہمارے لیے بہت اہم ہے۔ تاہم، پیغامات کی زیادہ مقدار کی وجہ سے، ہم ذاتی نوعیت کے جواب کی ضمانت نہیں دے سکتے۔
آپ کا ای میل پتہ صرف ان وصول کنندگان کو بتانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جنہوں نے ای میل بھیجی تھی۔ نہ ہی آپ کا پتہ اور نہ ہی وصول کنندہ کا پتہ کسی اور مقصد کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ آپ جو معلومات داخل کریں گے وہ آپ کے ای میل میں ظاہر ہوگی اور Tech Xplore کے ذریعہ کسی بھی شکل میں ذخیرہ نہیں کی جائے گی۔
یہ ویب سائٹ نیویگیشن کی سہولت کے لیے کوکیز کا استعمال کرتی ہے، ہماری خدمات کے آپ کے استعمال کا تجزیہ کرتی ہے، اشتہارات کی ذاتی نوعیت کا ڈیٹا اکٹھا کرتی ہے، اور فریق ثالث سے مواد فراہم کرتی ہے۔ ہماری ویب سائٹ استعمال کرکے، آپ تسلیم کرتے ہیں کہ آپ نے ہماری پرائیویسی پالیسی اور استعمال کی شرائط کو پڑھ اور سمجھ لیا ہے۔