यह आणविक पत्ता एक ईंधन में CO2 चालू करने के लिए सूर्य का उपयोग करता है

यह आणविक पत्ता एक ईंधन में CO2 चालू करने के लिए सूर्य का उपयोग करता है
फोटो स्रोत: MaxPixel। (CC0)

रसायनज्ञों ने एक अणु का निर्माण किया है जो कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित करने के लिए प्रकाश या बिजली का उपयोग करता है- एक कार्बन-तटस्थ ईंधन स्रोत- "कार्बन कमी" की किसी भी अन्य विधि से अधिक कुशलतापूर्वक।

इंडियाना यूनिवर्सिटी ब्लूमिंगटन के रसायनशास्त्र विभाग के सहयोगी प्रोफेसर लिआंग-शी ली ने कहा, "यदि आप इस प्रतिक्रिया के लिए एक कुशल पर्याप्त अणु बना सकते हैं, तो यह ऊर्जा का उत्पादन करेगी जो कि ईंधन के रूप में स्वतंत्र और सुन्दर है"। "यह अध्ययन उस दिशा में एक प्रमुख छलांग है।"

कार्बन मोनोऑक्साइड जैसे ईंधन जल रहा है- कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है और ऊर्जा जारी करता है ईंधन में वापस कार्बन डाइऑक्साइड को मुड़ने के लिए कम से कम ऊर्जा की समान मात्रा की आवश्यकता होती है। वैज्ञानिकों के बीच एक बड़ा लक्ष्य आवश्यक ऊर्जा को कम कर रहा है

यह ठीक है कि ली के अणु को प्राप्त होता है: इस प्रकार कम से कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है जो कार्बन मोनोऑक्साइड के गठन को चलाने के लिए दूर है। अणु- एक नैनोग्राफिन-रेनीयाम का जटिल जैविक यौगिक जो कि बायिपीराइडिन के रूप में जाना जाता है के माध्यम से जुड़ा हुआ है- एक अत्यधिक कुशल प्रतिक्रिया को चालू करता है जो कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन मोनोऑक्साइड में बदल देता है।

कुशलतापूर्वक और विशेष रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड बनाने की क्षमता अणु की बहुमुखी प्रतिभा के कारण महत्वपूर्ण है।

"कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में कार्बन मोनोऑक्साइड एक महत्वपूर्ण कच्चा माल है," ली कहते हैं। "यह ऊर्जा के रूप में ऊर्जा को कार्बन-तटस्थ ईंधन के रूप में संग्रहीत करने का भी एक तरीका है क्योंकि आप पहले से ही हटाए गए वातावरण से अधिक कार्बन वापस नहीं डाल रहे हैं। आप बस इसे बनाने के लिए इस्तेमाल सौर ऊर्जा पुनः जारी कर रहे हैं। "

अणु की दक्षता का रहस्य नैनोग्राफिन- एक ग्रेफाइट का एक नैनोमीटर-स्तर वाला टुकड़ा है, कार्बन का एक सामान्य प्रकार (अर्थात पेंसिल में काली "सीसा") -क्योंकि सामग्री का गहरा रंग सूर्य के प्रकाश की एक बड़ी मात्रा को अवशोषित करता है

ली का कहना है कि सूर्य के प्रकाश के साथ कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन मोनोऑक्साइड को कम करने के लिए लंबे समय तक बायिपीराइडिन-धातु परिसरों का अध्ययन किया गया है। लेकिन इन अणुओं को सूरज की रोशनी में प्रकाश का केवल एक छोटा झुकाव उपयोग कर सकते हैं, मुख्य रूप से पराबैंगनी श्रृंखला में, जो नग्न आंखों के लिए अदृश्य है। इसके विपरीत, अणु ने नैनोग्राफिन की प्रकाश-अवशोषित शक्ति का लाभ उठाया है जो कि एक प्रतिक्रिया पैदा करता है जो 600 नैनोमीटर तक तरंग दैर्ध्य में सूर्य के प्रकाश का उपयोग करता है-दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम का एक बड़ा हिस्सा।

अनिवार्य रूप से ली कहते हैं, अणु एक दो-भाग प्रणाली के रूप में कार्य करता है: एक नैनोग्राफिन "ऊर्जा कलेक्टर" जो सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा को अवशोषित करता है और एक परमाणु रैनियम "इंजन" जो कार्बन मोनोऑक्साइड पैदा करता है। ऊर्जा कलेक्टर, इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह रैनियम परमाणु को करता है, जो बार-बार बांधता है और सामान्य रूप से स्थिर कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित करता है।

कार्बन आधारित सामग्री के साथ एक अधिक कुशल सौर सेल बनाने के लिए ली के पहले प्रयासों से धातु में नैनोग्राफिन को जोड़ने का विचार सामने आया। "हम खुद से पूछा: क्या हम मध्य-सौर-कोशिकाओं को काट सकते हैं-और प्रतिक्रिया के लिए अकेले अकेले नैनोग्राफिन की गुणवत्ता का उपयोग कर सकते हैं?" वे कहते हैं।

इसके बाद, ली अणु को और अधिक शक्तिशाली बनाने की योजना बना रही है, जिसमें यह आखिरी समय तक बनाने और गैर-तरल रूप में जीवित रहना शामिल है, क्योंकि ठोस उत्प्रेरक वास्तविक दुनिया में उपयोग करना आसान है। वह अणु में रैनियम परमाणु को बदलने के लिए भी काम कर रहे हैं-एक दुर्लभ तत्व- मैंगनीज़ के साथ, एक अधिक सामान्य और कम महंगी धातु।

अनुसंधान और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के लिए वाइस प्रोवोस्ट के इंडियाना विश्वविद्यालय के कार्यालय ने अनुसंधान का समर्थन किया, जो में दिखाई देता है अमेरिकी रसायन सोसाइटी का जर्नल.

स्रोत: इंडियाना विश्वविद्यालय

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