कार्बन कैप्चर में बड़ी उपलब्धि: नमी-चालित झिल्ली हवा से CO2 को बाहर निकालती है

न्यूकैसल यूनिवर्सिटी द्वारा विकसित एक नई झिल्ली तकनीक नमी का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को प्रभावी ढंग से कैप्चर करती है, जो जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए स्थायी डायरेक्ट एयर कैप्चर के लिए एक आशाजनक समाधान प्रदान करती है।

डायरेक्ट एयर कैप्चर को ‘दुनिया को बदलने के लिए सात रासायनिक विभाजनों’ में से एक के रूप में पहचाना गया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड जलवायु परिवर्तन में मुख्य योगदानकर्ता है (हम हर साल वायुमंडल में ~40 अरब टन जारी करते हैं), लेकिन हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को अलग करना इसकी पतली सांद्रता (~0.04%) के कारण बहुत चुनौतीपूर्ण है।

कार्बन डाइऑक्साइड अलगाव में चुनौतियाँ

प्रोफेसर इयान मेटकाफ, रॉयल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग चेयर, न्यूकैसल यूनिवर्सिटी, यूके ने कहा, “पतली अलगाव प्रक्रियाएँ प्रदर्शन के लिए सबसे चुनौतीपूर्ण होती हैं। कम सांद्रता के कारण, पतली घटक को हटाने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति बहुत धीमी होती है। दूसरी, पतली घटक को केंद्रित करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।”

इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, न्यूकैसल शोधकर्ताओं ने एक नई झिल्ली प्रक्रिया विकसित की। टीम ने हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को पंप करने के लिए स्वाभाविक रूप से उत्पन्न नमी के अंतर का उपयोग करके ऊर्जा चुनौती को हल किया। पानी की उपस्थिति ने झिल्ली के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन में तेजी लाई, जिससे गतिज चुनौती का समाधान हुआ।

झिल्ली तकनीक में नवाचार

इस काम को नेचर एनर्जी में प्रकाशित किया गया है और डॉ. ग्रेग ए. मच, रॉयल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग फेलो, न्यूकैसल यूनिवर्सिटी ने कहा, “हमारे काम में, हम हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने और उसकी सांद्रता बढ़ाने के लिए पहली सिंथेटिक झिल्ली का प्रदर्शन करते हैं।”

झिल्ली तकनीक में नवाचार

झिल्ली के संचालन से विचलित होते हुए, टीम ने विभिन्न नमी अंतर के साथ एक नई कार्बन डाइऑक्साइड-पारगम्य झिल्ली का परीक्षण किया। जब झिल्ली के आउटपुट साइड पर नमी अधिक थी, तो झिल्ली ने स्वचालित रूप से कार्बन डाइऑक्साइड को उस आउटपुट स्ट्रीम में पंप किया।

सहयोगात्मक प्रयास और भविष्य की दिशा

टीम ने UCL और ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी के सहयोगियों के साथ मिलकर झिल्ली की संरचना का सटीक रूप से विश्लेषण किया। इसके अलावा, विक्टोरिया यूनिवर्सिटी ऑफ वेलिंगटन और इम्पीरियल कॉलेज लंदन के सहयोगियों के साथ घनत्व-कार्यात्मक-थ्योरी गणनाओं का उपयोग करके, टीम ने झिल्ली के भीतर ‘कैरीयर्स’ की पहचान की।

यह शोध दर्शाता है कि कैसे नमी अंतर से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को पंप करने के लिए किया जा सकता है, जो कार्बन न्यूट्रल या यहां तक कि कार्बन नेगेटिव साइकिल की दिशा में एक बड़ा कदम हो सकता है।

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Sagar Surse

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