वीसीयू के शोधकर्ताओं ने कार्बन डाइऑक्साइड को फॉर्मिक एसिड में ऊष्मा रासायनिक रूप से परिवर्तित करने के लिए एक प्रभावी उत्प्रेरक की खोज की है। यह खोज कार्बन कैप्चर की एक नई रणनीति प्रदान कर सकती है जिसे जलवायु परिवर्तन से जूझ रही दुनिया के लिए आवश्यकतानुसार कम किया जा सकता है। यह वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के लिए एक संभावित महत्वपूर्ण कारक हो सकता है।
“यह सर्वविदित है कि वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों की तीव्र वृद्धि और पर्यावरण पर उनके हानिकारक प्रभाव आज मानवता के सामने मौजूद प्रमुख चुनौतियों में से एक हैं,” वीसीयू के मानविकी संकाय में भौतिकी विभाग के एमेरिटस और इस शोध के प्रमुख लेखक डॉ. शिव एन. खन्ना ने कहा। “कार्बन डाइऑक्साइड को फॉर्मिक एसिड (एचसीओओएच) जैसे उपयोगी रसायनों में उत्प्रेरक रूपांतरण कार्बन डाइऑक्साइड के प्रतिकूल प्रभावों को कम करने की एक किफायती वैकल्पिक रणनीति है। फॉर्मिक एसिड कम विषैला तरल पदार्थ है जिसे आसानी से परिवहन किया जा सकता है और सामान्य तापमान पर संग्रहित किया जा सकता है। इसका उपयोग उच्च मूल्य वर्धित रासायनिक अग्रदूत, हाइड्रोजन भंडारण वाहक और भविष्य में जीवाश्म ईंधन के संभावित विकल्प के रूप में भी किया जा सकता है।”
हाना और वीसीयू के शोध भौतिक विज्ञानी डॉ. टर्बासु सेनगुप्ता ने पाया कि धातु चालकोजेनाइड के बंधे हुए समूह CO2 को फॉर्मिक अम्ल में ऊष्मा रासायनिक रूप से परिवर्तित करने के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकते हैं। उनके परिणाम "धातु चालकोजेनाइड समूहों में क्वांटम अवस्थाओं को समायोजित करके CO2 को फॉर्मिक अम्ल में परिवर्तित करना" शीर्षक वाले शोध पत्र में वर्णित हैं, जो नेचर पोर्टफोलियो के कम्युनिकेशंस केमिस्ट्री में प्रकाशित हुआ है।
“हमने दिखाया है कि लिगेंड के सही संयोजन से CO2 को फॉर्मिक एसिड में बदलने की अभिक्रिया बाधा को काफी कम किया जा सकता है, जिससे फॉर्मिक एसिड का उत्पादन बहुत तेजी से हो सकता है,” हैना ने कहा। “इसलिए हम कह सकते हैं कि ये दावा किए गए उत्प्रेरक फॉर्मिक एसिड के संश्लेषण को आसान या अधिक व्यवहार्य बना सकते हैं। अधिक लिगेंड बंधन स्थलों वाले बड़े क्लस्टर का उपयोग करके या अधिक कुशल दाता लिगेंड को जोड़कर, हम फॉर्मिक एसिड रूपांतरण में और सुधार प्राप्त कर सकते हैं, जो कि कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन में दिखाए गए परिणामों से कहीं अधिक है।”
यह अध्ययन हन्ना के पिछले काम पर आधारित है जिसमें दिखाया गया है कि लिगैंड का सही चुनाव एक क्लस्टर को सुपरडोनर में बदल सकता है जो इलेक्ट्रॉन दान करता है या एक्सेप्टर में जो इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है।
"अब हम यह दिखाते हैं कि धातु चालकोजेनाइड क्लस्टर पर आधारित उत्प्रेरण में इसी प्रभाव की अपार संभावनाएं हैं," हैना कहती हैं। "स्थिर बंधित क्लस्टरों को संश्लेषित करने और इलेक्ट्रॉन दान करने या ग्रहण करने की उनकी क्षमता को नियंत्रित करने की क्षमता उत्प्रेरण के एक नए क्षेत्र को खोलती है, क्योंकि अधिकांश उत्प्रेरक अभिक्रियाएं इलेक्ट्रॉन दान करने या ग्रहण करने वाले उत्प्रेरकों पर निर्भर करती हैं।"
इस क्षेत्र के पहले प्रायोगिक वैज्ञानिकों में से एक, कोलंबिया विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर डॉ. जेवियर रॉय, भौतिकी विभाग के वसंत संगोष्ठी के लिए 7 अप्रैल को वीसीयू का दौरा करेंगे।
"हम उनके साथ मिलकर काम करेंगे ताकि यह देख सकें कि हम उनकी प्रायोगिक प्रयोगशाला का उपयोग करके एक समान उत्प्रेरक कैसे विकसित और लागू कर सकते हैं," हाना ने कहा। "हम पहले ही उनके समूह के साथ मिलकर काम कर चुके हैं, जहां उन्होंने एक नए प्रकार का चुंबकीय पदार्थ संश्लेषित किया था। इस बार वे उत्प्रेरक होंगे।"
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