এই প্রবন্ধটি সায়েন্স এক্স-এর সম্পাদকীয় পদ্ধতি এবং নীতিমালা অনুযায়ী পর্যালোচনা করা হয়েছে। সম্পাদকরা বিষয়বস্তুর অখণ্ডতা নিশ্চিত করার সময় নিম্নলিখিত গুণাবলীর উপর জোর দিয়েছেন:
কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) পৃথিবীতে জীবনের জন্য একটি অপরিহার্য উৎস এবং বিশ্ব উষ্ণায়নে অবদান রাখে এমন একটি গ্রিনহাউস গ্যাস। আজ, বিজ্ঞানীরা নবায়নযোগ্য, কম-কার্বন জ্বালানি এবং উচ্চ-মূল্যের রাসায়নিক পণ্য উৎপাদনের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল উৎস হিসেবে কার্বন ডাই অক্সাইড অধ্যয়ন করছেন।
গবেষকদের জন্য চ্যালেঞ্জ হল কার্বন ডাই অক্সাইডকে উচ্চমানের কার্বন মধ্যবর্তী পদার্থ যেমন কার্বন মনোক্সাইড, মিথানল বা ফর্মিক অ্যাসিডে রূপান্তর করার দক্ষ এবং সাশ্রয়ী উপায়গুলি সনাক্ত করা।
ন্যাশনাল রিনিউয়েবল এনার্জি ল্যাবরেটরি (NREL)-এর কে কে নিউয়ারলিনের নেতৃত্বে একটি গবেষণা দল এবং আর্গোন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি এবং ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির সহযোগীরা এই সমস্যার একটি আশাব্যঞ্জক সমাধান খুঁজে পেয়েছেন। দলটি উচ্চ শক্তি দক্ষতা এবং স্থায়িত্ব সহ নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ ব্যবহার করে কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে ফর্মিক অ্যাসিড তৈরির জন্য একটি রূপান্তর পদ্ধতি তৈরি করেছে।
"কার্বন ডাই অক্সাইডের ফর্মিক অ্যাসিডে দক্ষ ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল রূপান্তরের জন্য স্কেলেবল মেমব্রেন ইলেকট্রোড অ্যাসেম্বলি আর্কিটেকচার" শীর্ষক এই গবেষণাটি নেচার কমিউনিকেশনস জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।
ফর্মিক অ্যাসিড একটি সম্ভাব্য রাসায়নিক মধ্যবর্তী পদার্থ যার বিস্তৃত প্রয়োগ রয়েছে, বিশেষ করে রাসায়নিক বা জৈবিক শিল্পে কাঁচামাল হিসেবে। ফর্মিক অ্যাসিডকে জৈবিক পরিশোধনকে পরিষ্কার বিমান জ্বালানিতে রূপান্তরের জন্য একটি ফিডস্টক হিসেবেও চিহ্নিত করা হয়েছে।
CO2 এর তড়িৎ বিশ্লেষণের ফলে CO2 এর পরিমাণ হ্রাস পেয়ে ফর্মিক অ্যাসিডের মতো রাসায়নিক মধ্যবর্তী পদার্থ বা ইথিলিনের মতো অণুতে পরিণত হয় যখন তড়িৎ বিভব তড়িৎ বিশ্লেষ্য কোষে প্রয়োগ করা হয়।
একটি ইলেক্ট্রোলাইজারের মেমব্রেন-ইলেক্ট্রোড অ্যাসেম্বলি (MEA) সাধারণত একটি আয়ন-পরিবাহী ঝিল্লি (ক্যাশন বা অ্যানিয়ন এক্সচেঞ্জ ঝিল্লি) নিয়ে গঠিত যা একটি ইলেক্ট্রোক্যাটালিস্ট এবং একটি আয়ন-পরিবাহী পলিমার সমন্বিত দুটি ইলেক্ট্রোডের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা হয়।
জ্বালানি কোষ প্রযুক্তি এবং হাইড্রোজেন তড়িৎ বিশ্লেষণে দলের দক্ষতা ব্যবহার করে, তারা CO2 এর তড়িৎ রাসায়নিক হ্রাসকে ফর্মিক অ্যাসিডের সাথে তুলনা করার জন্য তড়িৎ বিশ্লেষক কোষগুলিতে বেশ কয়েকটি MEA কনফিগারেশন অধ্যয়ন করেছে।
বিভিন্ন ডিজাইনের ব্যর্থতা বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে, দলটি বিদ্যমান উপাদান সেটের সীমাবদ্ধতাগুলিকে কাজে লাগানোর চেষ্টা করেছিল, বিশেষ করে বর্তমান অ্যানিয়ন বিনিময় ঝিল্লিতে আয়ন প্রত্যাখ্যানের অভাব, এবং সামগ্রিক সিস্টেম নকশাকে সরলীকরণ করার চেষ্টা করেছিল।
NREL-এর KS Neierlin এবং Leiming Hu-এর আবিষ্কার ছিল একটি উন্নত MEA ইলেক্ট্রোলাইজার যা একটি নতুন ছিদ্রযুক্ত ক্যাটেশন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল। এই ছিদ্রযুক্ত মেমব্রেনটি ধারাবাহিক, অত্যন্ত নির্বাচনী ফর্মিক অ্যাসিড উৎপাদন প্রদান করে এবং অফ-দ্য-শেল্ফ উপাদান ব্যবহার করে নকশাকে সহজ করে তোলে।
"এই গবেষণার ফলাফলগুলি ফর্মিক অ্যাসিডের মতো জৈব অ্যাসিডের তড়িৎ রাসায়নিক উৎপাদনে একটি দৃষ্টান্তমূলক পরিবর্তনের প্রতিনিধিত্ব করে," সহ-লেখক নেইয়ারলিন বলেন। "ছিদ্রযুক্ত ঝিল্লির গঠন পূর্ববর্তী নকশাগুলির জটিলতা হ্রাস করে এবং অন্যান্য তড়িৎ রাসায়নিক কার্বন ডাই অক্সাইড রূপান্তর ডিভাইসের শক্তি দক্ষতা এবং স্থায়িত্ব উন্নত করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।"
যেকোনো বৈজ্ঞানিক অগ্রগতির মতো, খরচের কারণ এবং অর্থনৈতিক সম্ভাব্যতা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। বিভিন্ন বিভাগ জুড়ে কাজ করে, NREL গবেষক ঝে হুয়াং এবং তাও লিং একটি প্রযুক্তিগত-অর্থনৈতিক বিশ্লেষণ উপস্থাপন করেছেন যা আজকের শিল্প ফর্মিক অ্যাসিড উৎপাদন প্রক্রিয়ার সাথে ব্যয় সমতা অর্জনের উপায়গুলি চিহ্নিত করে যখন নবায়নযোগ্য বিদ্যুতের খরচ প্রতি কিলোওয়াট-ঘন্টা 2.3 সেন্ট বা তার কম হয়।
"দলটি বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ অনুঘটক এবং পলিমার ঝিল্লি উপকরণ ব্যবহার করে এই ফলাফল অর্জন করেছে, একই সাথে একটি MEA নকশা তৈরি করেছে যা আধুনিক জ্বালানী কোষ এবং হাইড্রোজেন তড়িৎ বিশ্লেষণ কেন্দ্রের স্কেলেবিলিটির সুবিধা গ্রহণ করে," নেইয়ারলিন বলেন।
"এই গবেষণার ফলাফল নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ এবং হাইড্রোজেন ব্যবহার করে কার্বন ডাই অক্সাইডকে জ্বালানি এবং রাসায়নিকে রূপান্তর করতে সাহায্য করতে পারে, যা স্কেল-আপ এবং বাণিজ্যিকীকরণের রূপান্তরকে ত্বরান্বিত করতে পারে।"
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল রূপান্তর প্রযুক্তি হল NREL-এর ইলেকট্রন থেকে অণু প্রোগ্রামের একটি মূল উপাদান, যা পরবর্তী প্রজন্মের পুনর্নবীকরণযোগ্য হাইড্রোজেন, শূন্য জ্বালানি, রাসায়নিক এবং বৈদ্যুতিকভাবে চালিত প্রক্রিয়াগুলির জন্য উপকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।
"আমাদের প্রোগ্রামটি নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ ব্যবহার করে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলের মতো অণুগুলিকে শক্তির উৎস হিসেবে কাজ করতে পারে এমন যৌগগুলিতে রূপান্তর করার উপায়গুলি অন্বেষণ করছে," বলেছেন NREL-এর ইলেকট্রন স্থানান্তর এবং/অথবা জ্বালানি উৎপাদনের জন্য পূর্বসূরী কৌশল বা রাসায়নিকের পরিচালক র্যান্ডি কর্ট্রাইট।"
"এই তড়িৎ রাসায়নিক রূপান্তর গবেষণা একটি যুগান্তকারী সাফল্য প্রদান করে যা বিভিন্ন তড়িৎ রাসায়নিক রূপান্তর প্রক্রিয়ায় ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং আমরা এই গোষ্ঠী থেকে আরও আশাব্যঞ্জক ফলাফলের জন্য উন্মুখ।"
আরও তথ্য: লেইমিং হু এবং অন্যান্য, CO2-এর ফর্মিক অ্যাসিডে দক্ষ ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল রূপান্তরের জন্য স্কেলেবল মেমব্রেন ইলেকট্রোড অ্যাসেম্বলি আর্কিটেকচার, নেচার কমিউনিকেশনস (2023)। DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
যদি আপনি কোন টাইপিং ভুল, ভুলত্রুটি সম্মুখীন হন, অথবা এই পৃষ্ঠার বিষয়বস্তু সম্পাদনা করার জন্য একটি অনুরোধ জমা দিতে চান, তাহলে অনুগ্রহ করে এই ফর্মটি ব্যবহার করুন। সাধারণ প্রশ্নের জন্য, অনুগ্রহ করে আমাদের যোগাযোগ ফর্মটি ব্যবহার করুন। সাধারণ প্রতিক্রিয়ার জন্য, নীচের জনসাধারণের মন্তব্য বিভাগটি ব্যবহার করুন (নির্দেশাবলী অনুসরণ করুন)।
আপনার প্রতিক্রিয়া আমাদের কাছে খুবই গুরুত্বপূর্ণ। তবে, বার্তার সংখ্যা বেশি হওয়ায়, আমরা ব্যক্তিগতকৃত প্রতিক্রিয়ার গ্যারান্টি দিতে পারি না।
আপনার ইমেল ঠিকানাটি শুধুমাত্র প্রাপকদের জানানোর জন্য ব্যবহার করা হবে যারা ইমেলটি পাঠিয়েছেন। আপনার ঠিকানা বা প্রাপকের ঠিকানা অন্য কোনও উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হবে না। আপনার প্রবেশ করা তথ্য আপনার ইমেলে প্রদর্শিত হবে এবং টেক এক্সপ্লোর কোনওভাবেই তা সংরক্ষণ করবে না।
এই ওয়েবসাইটটি নেভিগেশন সহজতর করতে, আমাদের পরিষেবাগুলির আপনার ব্যবহার বিশ্লেষণ করতে, বিজ্ঞাপন ব্যক্তিগতকরণের তথ্য সংগ্রহ করতে এবং তৃতীয় পক্ষের কাছ থেকে সামগ্রী সরবরাহ করতে কুকিজ ব্যবহার করে। আমাদের ওয়েবসাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেন যে আপনি আমাদের গোপনীয়তা নীতি এবং ব্যবহারের শর্তাবলী পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন।