यदि यह केवल इतना आसान था। ओलिवियर ले मूएल / शटरस्टॉक

हाल के एक प्रमुख यूएन के अनुसार रिपोर्ट, यदि हमें तापमान वृद्धि को 1.5 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करना है और जलवायु परिवर्तन के सबसे विनाशकारी प्रभावों को रोकना है, तो हमें वैश्विक CO को कम करने की आवश्यकता है? 2050 तक उत्सर्जन शून्य हो जाएगा। इसका मतलब है जीवाश्म ईंधन के उपयोग को तेजी से खत्म करना - लेकिन उस संक्रमण को कम करने और उन क्षेत्रों को संतुलित करने के लिए जहां वर्तमान में दहनशील पदार्थों के लिए कोई प्रतिस्थापन नहीं है, हमें सक्रिय रूप से सीओ को हटाने की आवश्यकता है? वातावरण से. पेड़ लगाना और पुनः वनीकरण करना एक है बड़ा भाग इस समाधान के लिए, लेकिन अगर हमें जलवायु के टूटने से बचाना है तो हमें और अधिक तकनीकी सहायता की आवश्यकता है।

तो जब हाल ही में खबर सामने आई कि कनाडाई कंपनी कार्बन इंजीनियरिंग ने CO को पकड़ने के लिए कुछ प्रसिद्ध रसायन शास्त्र का उपयोग किया है? 100 डॉलर प्रति टन से कम की लागत पर वातावरण से, कई मीडिया स्रोतों ने इस मील के पत्थर की सराहना की जादुई गोली. दुर्भाग्य से, बड़ी तस्वीर इतनी सरल नहीं है। वास्तव में कार्बन स्रोत से कार्बन सिंक तक संतुलन बनाना एक नाजुक व्यवसाय है, और हमारा विचार यह है कि इसमें शामिल ऊर्जा लागत और कैप्चर किए गए CO के डाउनस्ट्रीम उपयोग की संभावना है? इसका मतलब यह है कि कार्बन इंजीनियरिंग की "बुलेट" जादू के अलावा कुछ भी नहीं है।

यह देखते हुए कि CO? हमारी हवा में अणुओं का केवल 0.04% हिस्सा है, इसे पकड़ना एक तकनीकी चमत्कार जैसा लग सकता है। लेकिन रसायनज्ञ इसे 18वीं शताब्दी से छोटे पैमाने पर कर रहे हैं, और यह स्थानीय हार्डवेयर स्टोर से आपूर्ति के साथ भी किया जा सकता है - यद्यपि अकुशलता से।

जैसा कि माध्यमिक विद्यालय के रसायन विज्ञान के छात्रों को पता होगा, CO? चूने के पानी (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड घोल) के साथ प्रतिक्रिया करके दूधिया-सफेद अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट देता है। अन्य हाइड्रॉक्साइड CO पर कब्जा कर लेते हैं? उसी तरह से। लिथियम हाइड्रॉक्साइड का आधार था सीओ? अवशोषक जिसने अपोलो 13 के अंतरिक्ष यात्रियों को जीवित रखा, और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड ने CO को पकड़ लिया? इतनी कुशलता से कि इसका उपयोग किसी दहनशील पदार्थ की कार्बन सामग्री को मापने के लिए किया जा सकता है। इस बाद की प्रक्रिया में इस्तेमाल किया गया 19वीं सदी का उपकरण अभी भी अमेरिकन केमिकल सोसाइटी के लोगो पर अंकित है।

दुर्भाग्य से, यह अब छोटे स्तर की समस्या नहीं रह गई है - हमें अब अरबों टन CO को पकड़ने की जरूरत है, और तेजी से।

कार्बन इंजीनियरिंग की तकनीक अपने सर्वोत्तम रूप में हाइड्रॉक्साइड रसायन विज्ञान है। ब्रिटिश कोलंबिया में इसके पायलट प्लांट में, हवा को बड़े पंखों द्वारा खींचा जाता है और किस CO के साथ पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के संपर्क में लाया जाता है? घुलनशील पोटेशियम कार्बोनेट बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। फिर इस घोल को कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ मिलाया जाता है, जिससे पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल के साथ ठोस और आसानी से अलग होने योग्य कैल्शियम कार्बोनेट बनता है, जिसका पुन: उपयोग किया जा सकता है।

मिट्टी के उर्वरक के रूप में कैल्शियम कार्बोनेट का उपयोग किया जा सकता है। नॉर्डिक मूनलाइट / शटरस्टॉक

प्रक्रिया के इस भाग में अपेक्षाकृत कम ऊर्जा खर्च होती है और इसका उत्पाद मूलतः चूना पत्थर है - लेकिन कैल्शियम कार्बोनेट के पहाड़ बनाने से हमारी समस्या का समाधान नहीं होता है। हालाँकि कैल्शियम कार्बोनेट का उपयोग कृषि और निर्माण में होता है, लेकिन व्यावसायिक स्रोत के रूप में यह प्रक्रिया बहुत महंगी होगी। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड की भारी मात्रा की आवश्यकता के कारण सरकार द्वारा वित्त पोषित कार्बन भंडारण के लिए यह एक व्यावहारिक विकल्प भी नहीं है। व्यवहार्य होने के लिए, प्रत्यक्ष वायु कैप्चर को केंद्रित CO का उत्पादन करने की आवश्यकता है? इसके उत्पाद के रूप में, जिसे या तो सुरक्षित रूप से संग्रहीत किया जा सकता है या उपयोग में लाया जा सकता है।

इस प्रकार, शुद्ध CO प्राप्त करने के लिए ठोस कैल्शियम कार्बोनेट को 900 °C तक गर्म किया जाता है। इस अंतिम चरण के लिए भारी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। कार्बन इंजीनियरिंग के प्राकृतिक गैस से चलने वाले संयंत्र में, पूरा चक्र आधा टन CO उत्पन्न करता है? हवा से पकड़े गए प्रत्येक टन के लिए। संयंत्र इस अतिरिक्त CO को ग्रहण करता है, और निश्चित रूप से इसे स्वस्थ कार्बन संतुलन के लिए नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा संचालित किया जा सकता है - लेकिन सभी एकत्रित गैस का क्या किया जाए यह समस्या बनी हुई है।

स्विस स्टार्ट-अप कंपनी क्लाइमवर्क्स समान रूप से प्राप्त CO का उपयोग कर रही है? को प्रकाश संश्लेषण सहायता और आस-पास के ग्रीनहाउस में फसल की पैदावार में सुधार हुआ है, लेकिन अभी तक कीमत प्रतिस्पर्धी के आसपास भी नहीं है। सीओ? कार्बन इंजीनियरिंग की $100 की निचली रेखा के दसवें हिस्से के रूप में कहीं और से प्राप्त किया जा सकता है। सरकारों के पास उत्सर्जन की भरपाई करने के बहुत सस्ते तरीके भी हैं: CO पर कब्जा करना कहीं अधिक आसान है? उत्सर्जन स्रोत पर, जहां सांद्रता बहुत अधिक है। तो क्या यह तकनीक मुख्य रूप से उच्च उत्सर्जन वाले उद्योगों को आकर्षित कर सकती है जिन्हें CO से लाभ हो सकता है? हरे प्रमाण पत्र के साथ.

उदाहरण के लिए, कार्बन इंजीनियरिंग की कैप्चर तकनीक के प्रमुख निवेशकों में से एक ऑक्सिडेंटल पेट्रोलियम है, जिसका एक प्रमुख उपयोगकर्ता है बढ़ी हुई तेल की पुनर्प्राप्ति तरीके. ऐसी ही एक विधि में, CO? कच्चे तेल की मात्रा को बढ़ाने के लिए तेल के कुओं में पंप किया जाता है, जिसे कुएं में दबाव बढ़ने और/या तेल की प्रवाह विशेषताओं में सुधार के कारण पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। हालाँकि, इस अतिरिक्त तेल के परिवहन और शोधन की ऊर्जा लागत सहित, इस तरह से प्रौद्योगिकी का उपयोग करने से शुद्ध उत्सर्जन में वृद्धि होने की संभावना है, न कि उनमें कमी आएगी।

कार्बन इंजीनियरिंग के संचालन की एक अन्य महत्वपूर्ण बात है वायु को ईंधन प्रौद्योगिकी, किस सीओ में? इसे दहनशील तरल ईंधन में परिवर्तित किया जाता है, जो फिर से जलाने के लिए तैयार होता है। सैद्धांतिक रूप से यह एक कार्बन-तटस्थ ईंधन चक्र प्रदान करता है, बशर्ते कि प्रक्रिया का प्रत्येक चरण नवीकरणीय ऊर्जा से संचालित हो। हालाँकि, यह उपयोग अभी भी नकारात्मक उत्सर्जन तकनीक से बहुत दूर है।

धातु-कार्बनिक ढाँचे छिद्रित ठोस होते हैं जो CO ग्रहण करने में सक्षम होते हैं।

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क्षितिज पर आशाजनक विकल्प मौजूद हैं। धातु-कार्बनिक ढाँचे स्पंज जैसे ठोस होते हैं जो समतुल्य CO को निचोड़ते हैं? फुटबॉल पिच का सतह क्षेत्र एक चीनी घन का आकार. CO के लिए इन सतहों का उपयोग? कैप्चर के लिए बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है - और कंपनियों ने अपनी व्यावसायिक क्षमता तलाशना शुरू कर दिया है। हालाँकि, बड़े पैमाने पर उत्पादन में सुधार नहीं हुआ है, और निरंतर CO के लिए उनकी दीर्घकालिक स्थिरता पर प्रश्न हैं? कैप्चर परियोजनाओं का मतलब है कि उनकी उच्च लागत अभी तक उचित नहीं है।

इस बात की बहुत कम संभावना है कि प्रयोगशाला में अभी भी प्रौद्योगिकियाँ अगले दशक के भीतर गीगाटन-स्केल कैप्चर के लिए तैयार होंगी, कार्बन इंजीनियरिंग और क्लाइमवर्क्स द्वारा अपनाई गई विधियाँ वर्तमान में हमारे पास सबसे अच्छी हैं। लेकिन यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि वे कहीं भी परिपूर्ण नहीं हैं। हमें CO के अधिक कुशल तरीकों पर स्विच करने की आवश्यकता होगी? जैसे ही हम सक्षम होंगे कब्जा कर लें। कार्बन इंजीनियरिंग के संस्थापक डेविड कीथ के रूप में बताते हैं, कार्बन हटाने की तकनीकों को नीति निर्माताओं द्वारा ओवरहीप किया जाता है, और अब तक "असाधारण रूप से बहुत कम" अनुसंधान धन प्राप्त किया है।

अधिक आम तौर पर, हमें प्रत्यक्ष बुलेट को एक जादू की गोली के रूप में देखने के लिए प्रलोभन का विरोध करना चाहिए जो हमें अपने कार्बन की लत को दूर करने से बचाता है। हाइड्रोकार्बन ईंधन के जीवन चक्र में कार्बन के बोझ को कम या बेअसर करना नकारात्मक उत्सर्जन प्रौद्योगिकियों की ओर एक कदम हो सकता है। लेकिन यह सिर्फ एक कदम है। इतने लंबे समय के लिए कार्बन लेज़र के गलत पक्ष पर होने के बाद, यह पिछली बार भी टूटने से परे देखने का समय है।

के बारे में लेखक

क्रिस हेस, अकार्बनिक रसायन विज्ञान में व्याख्याता, कील विश्वविद्यालय

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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