லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றங்கள் தூய்மையான எரிபொருள் மற்றும் ஆற்றலுக்கான புதிய விஸ்டாக்களை திறக்கிறது

விஞ்ஞானிகள் லேசர் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளனர், இது எதிர்காலத்தில் சுத்தமான எரிபொருள் மற்றும் ஆற்றல் தொழில்நுட்பங்களுக்கான வழிகளைத் திறக்கும்.

புதைபடிவ எரிபொருள்கள், எண்ணெய் மற்றும் இயற்கை எரிவாயுவை மாற்றுவதற்கு சுற்றுச்சூழல் நட்பு மற்றும் நிலையான வழிகள் நமக்கு அவசரமாக தேவை. கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) என்பது புதைபடிவ எரிபொருட்களை நம்பியிருக்கும் அனைத்து செயல்பாடுகள் மற்றும் ஆதாரங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஏராளமான கழிவுப் பொருளாகும். சுமார் 35 பில்லியன் மெட்ரிக் டன் கார்பன் டை ஆக்சைடு நமக்குள் வெளியிடப்படுகிறது கிரகத்தின் உலகெங்கிலும் உள்ள மின் உற்பத்தி நிலையங்கள், வாகனங்கள் மற்றும் தொழில்துறை அமைப்புகளில் இருந்து ஆண்டுதோறும் ஒரு கழிவுப் பொருளாக வளிமண்டலம். உலகளாவிய காலநிலையில் CO2 இன் விளைவுகளைத் தணிக்க, இந்த வீணாகும் CO2 பயன்படுத்தக்கூடியதாக மாற்றப்படலாம். ஆற்றல் கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் பிற ஆற்றல் நிறைந்த ஆதாரங்கள் போன்றவை. உதாரணம், நீர் CO2 உடன் வினைபுரிவது ஆற்றல் நிறைந்த ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது, ஹைட்ரஜனுடன் வினைபுரியும் போது அது ஹைட்ரோகார்பன்கள் அல்லது ஆல்கஹால் போன்ற பயனுள்ள இரசாயனங்களை உருவாக்குகிறது. இத்தகைய தயாரிப்புகள் பல்வேறு நோக்கங்களுக்காக பயன்படுத்தப்படலாம், அதுவும் உலகளாவிய தொழில்துறை அளவில்.

எலக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்கள் என்பது மின்வேதியியல் எதிர்வினைகளில் பங்கேற்கும் வினையூக்கிகள் - ஒரு இரசாயன எதிர்வினை நடைபெறும் போது ஆனால் மின் சக்தியும் இதில் ஈடுபட்டுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, சரியான வினையூக்கியானது ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை வினைபுரிந்து ஒரு கட்டுப்பாட்டு முறையில் தண்ணீரை உருவாக்க உதவுகிறது, இல்லையெனில் அது இரண்டு வாயுக்களின் சீரற்ற கலவையாக இருக்கும். அல்லது ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை எரித்து மின்சாரம் தயாரிக்கவும் கூட. எலெக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்கள் ரசாயன எதிர்வினைகளின் வீதத்தை மாற்றியமைக்க அல்லது அதிகரிக்கின்றன. CO2 உடன் சூழலில், எலக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்கள் CO2 ஐ விரும்பியபடி குறைப்பதில் செயல்திறன் 'படி-மாற்றத்தை' அடைவதில் பொருத்தமானதாகவும் நம்பிக்கையளிப்பதாகவும் பார்க்கப்படுகிறது.

துரதிர்ஷ்டவசமாக, இந்த எலக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதற்கான சரியான வழிமுறை முழுமையாக புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை மற்றும் கரைசலில் உள்ள செயலற்ற மூலக்கூறுகளின் "சத்தத்துடன்" குறுகிய கால இடைநிலை மூலக்கூறுகளின் அடுக்குகளை வேறுபடுத்துவது குறிப்பிடத்தக்க சவாலாக உள்ளது. எலெக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்களின் வடிவமைப்பில் சாத்தியமான மாற்றங்களில் பொறிமுறையின் இந்த வரையறுக்கப்பட்ட புரிதல் சிரமங்களை ஏற்படுத்துகிறது.

UK லிவர்பூல் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் ஒரு நிரூபித்துள்ளனர் லேசர்கார்பன் டை ஆக்சைடு இன்-சிட்டுவின் மின் வேதியியல் குறைப்புக்கான அடிப்படையிலான நிறமாலை நுட்பம் அவர்களின் ஆய்வில் வெளியிடப்பட்டது இயற்கை வினையூக்கம். அவர்கள் முதன்முறையாக அதிர்வுத் தொகை-அதிர்வெண் உருவாக்கம் அல்லது VSFG ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியை மின்வேதியியல் சோதனைகளுடன் பயன்படுத்தி ஒரு வினையூக்கியை (Mn(bpy)(CO)3Br) ஆராய்கின்றனர், இது ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய CO2 குறைப்பு மின்வினையாளராகக் கருதப்படுகிறது. மிகக் குறுகிய இடைவெளியில் எதிர்வினையின் வினையூக்க சுழற்சியில் இருக்கும் முக்கியமான இடைத்தரகர்களின் நடத்தை முதல் முறையாகக் காணப்பட்டது. VSFG தொழில்நுட்பம் ஒரு வினையூக்க சுழற்சியில் மிகக் குறுகிய கால உயிரினங்களின் நடத்தை மற்றும் இயக்கத்தைப் பின்பற்றுவதை சாத்தியமாக்குகிறது, எனவே எலக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது. எனவே, ஒரு இரசாயன எதிர்வினையில் எலக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதற்கான சரியான நடத்தை புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது.

இந்த ஆய்வு சில சிக்கலான இரசாயனப் பாதைகள் பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது மற்றும் எலக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்களுக்கான புதிய வடிவமைப்புகளை உருவாக்க அனுமதிக்கும். இந்த நுட்பத்தின் உணர்திறனை எவ்வாறு மேம்படுத்துவது என்பது குறித்து ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஏற்கனவே ஆராய்ந்து வருகின்றனர், மேலும் இரைச்சல் விகிதத்திற்கு சிறந்த சமிக்ஞைக்கான புதிய கண்டறிதல் அமைப்பை உருவாக்கி வருகின்றனர். இந்த அணுகுமுறை திறமையான வழிகளைத் திறக்க உதவும் சுத்தமான எரிபொருள் மற்றும் அதிக ஆற்றலைப் பெறுங்கள் சுத்தமான ஆற்றல். வணிக மட்டத்தில் அதிக செயல்திறனை அடைவதற்கு இத்தகைய செயல்முறை இறுதியில் தொழில்துறை ரீதியாக அளவிடப்பட வேண்டும். புதைபடிவ எரிபொருளை எரிக்கும் ஆலைகளில் இருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் அதிக அளவு CO2 ஐ கையாளுவதற்கு தொழில்துறை முன்னேற்றம் தேவைப்படும்.

***

ஆதாரம் (ங்கள்)

நேரி ஜி மற்றும் பலர். 2018. பூமியில் ஏராளமான வினையூக்கி மூலம் கார்பன் டை ஆக்சைடைக் குறைக்கும் போது எலக்ட்ரோடு மேற்பரப்பில் வினையூக்கி இடைநிலைகளைக் கண்டறிதல். இயற்கை வினையூக்கம். https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533

***