जीवाश्म-ईंधन उत्सर्जन से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने के लिए एक नई कार्बन कैप्चर विधि तैयार की गई है
जलवायु परिवर्तन में ग्रीनहाउस उत्सर्जन का सबसे बड़ा योगदान है। महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन बड़े पैमाने पर औद्योगीकरण और मानव गतिविधि का परिणाम है। इनमें से अधिकांश ग्रीनहाउस उत्सर्जन हैं कार्बन डाइआक्साइड (CO2) जीवाश्म ईंधन के जलने से। औद्योगीकरण का युग शुरू होने के बाद से वायुमंडल में CO2 की कुल सांद्रता 40 प्रतिशत से अधिक बढ़ गई है। ग्रीनहाउस उत्सर्जन में यह लगातार वृद्धि गर्मी बढ़ा रही है ग्रह जिसे 'कहा जाता हैग्लोबल वार्मिंग'जैसा कि कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चला है कि उत्सर्जन समय के साथ पृथ्वी की औसत सतह के तापमान में वृद्धि के लिए जिम्मेदार है, जो वर्षा पैटर्न, तूफान की गंभीरता, समुद्र के स्तर आदि में बदलाव के कारण 'जलवायु परिवर्तन' का संकेत देता है। इस प्रकार, 'फंसाने या पकड़ने' के उपयुक्त तरीके विकसित किए जा रहे हैं। 'उत्सर्जन से कार्बन डाइऑक्साइड जलवायु परिवर्तन से निपटने का एक महत्वपूर्ण पहलू है। कार्बन कैप्चर तकनीक दशकों से मौजूद है लेकिन हाल ही में पर्यावरणीय चिंताओं के कारण इस पर अधिक ध्यान दिया गया है।
एक नई कार्बन कैप्चर पद्धति
कार्बन कैप्चर की मानक प्रक्रिया में सीओ 2 को गैसीय मिश्रण से अलग करना और अलग करना, फिर इसे भंडारण में ले जाना और इसे आमतौर पर भूमिगत वातावरण से दूर स्टोर करना शामिल है। यह प्रक्रिया अत्यधिक ऊर्जा गहन है, इसमें कई तकनीकी मुद्दे, जोखिम और सीमाएं शामिल हैं, उदाहरण के लिए, भंडारण स्थल पर रिसाव की उच्च संभावना। में प्रकाशित एक नया अध्ययन केम कार्बन पर कब्जा करने के लिए एक आशाजनक विकल्प का वर्णन करता है। ऊर्जा विभाग यूएसए के वैज्ञानिकों ने कोयला जलाने वाले बिजली संयंत्रों से CO2 को हटाने के लिए एक अनूठी विधि विकसित की है और इस प्रक्रिया में बेंचमार्क की तुलना में 24 प्रतिशत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है जो वर्तमान में उद्योग में तैनात हैं।
शोधकर्ताओं ने प्राकृतिक रूप से होने वाली घटनाओं पर काम किया जैविक बीआईएस-इमिनोगुआनिडाइन्स (बीआईजी) नामक यौगिक जिनमें नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों को बांधने की क्षमता होती है, जैसा कि पिछले अध्ययनों में देखा गया है। उन्होंने सोचा कि बीआईजी की यह विशेष संपत्ति बाइकार्बोनेट आयनों पर भी लागू होनी चाहिए। तो BIG एक शर्बत (एक पदार्थ जो अन्य अणुओं को एकत्रित करता है) की तरह कार्य कर सकता है और CO2 को ठोस चूना पत्थर (कैल्शियम कार्बोनेट) में परिवर्तित कर सकता है। सोडा लाइम कैल्शियम और सोडियम हाइड्रॉक्साइड का मिश्रण है जिसका उपयोग स्कूबा गोताखोरों, पनडुब्बियों और अन्य बंद साँस लेने वाले वातावरणों द्वारा साँस छोड़ने वाली हवा को फ़िल्टर करने और CO2 के किसी भी खतरनाक संचय को रोकने के लिए किया जाता है। फिर हवा को कई बार रिसाइकल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, स्कूबा गोताखोरों के लिए रिब्रीथर्स उन्हें रहने में सक्षम बनाता है पानी के नीचे लंबे समय तक जो अन्यथा असंभव है।
एक अनूठी विधि जो कम ऊर्जा की मांग करती है
इस समझ के आधार पर उन्होंने एक CO2 पृथक्करण चक्र विकसित किया जिसमें एक जलीय BIG घोल का उपयोग किया गया। इस विशेष कार्बन-कैप्चर विधि में उन्होंने समाधान के माध्यम से ग्रिप गैस को पारित किया जिससे CO2 अणु बड़े सॉर्बेंट से बंध गए और यह बंधन उन्हें एक ठोस प्रकार में क्रिस्टलीकृत कर देगा। जैविक चूना पत्थर. जब इन ठोस पदार्थों को 120 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता था, तो बंधी हुई CO2 निकलती थी जिसे बाद में संग्रहीत किया जा सकता था। चूंकि यह प्रक्रिया मौजूदा कार्बन-कैप्चर विधियों की तुलना में अपेक्षाकृत कम तापमान पर होती है, इसलिए प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा कम हो जाती है। और, ठोस शर्बत को फिर से घोला जा सकता है पानी और पुन: उपयोग के लिए पुनर्नवीनीकरण किया गया।
वर्तमान कार्बन-कैप्चर प्रौद्योगिकियों में कई स्थायी मुद्दे हैं जैसे भंडारण की समस्या, उच्च ऊर्जा लागत आदि। प्राथमिक मुद्दा तरल सॉर्बेंट्स का उपयोग है जो या तो वाष्पित हो जाते हैं या समय के साथ विघटित हो जाते हैं और उन्हें गर्म करने के लिए कुल ऊर्जा का कम से कम 60 प्रतिशत की आवश्यकता होती है जो कि बहुत है उच्च। वर्तमान अध्ययन में ठोस सॉर्बेंट ने ऊर्जा सीमा को पार कर लिया क्योंकि CO2 एक क्रिस्टलीकृत ठोस बाइकार्बोनेट नमक से कब्जा कर लिया गया है जिसके लिए लगभग 24 प्रतिशत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। लगातार 10 चक्रों के बाद भी कोई शर्बत हानि नहीं हुई। ऊर्जा की यह कम आवश्यकता कार्बन कैप्चर की लागत को कम कर सकती है और जब हम अरबों टन CO2 पर विचार करते हैं, तो यह विधि ग्रीनहाउस उत्सर्जन को पर्याप्त कैप्चर के माध्यम से शून्य बनाकर बहुत प्रभावशाली हो सकती है।
इस अध्ययन की एक सीमा अपेक्षाकृत कम CO2 क्षमता और अवशोषण दर है जो कि BIG सॉर्बेंट की सीमित घुलनशीलता के कारण है पानी. शोधकर्ता इस सीमा को संबोधित करने के लिए अमीनो एसिड जैसे पारंपरिक सॉल्वैंट्स को इन बड़े सॉर्बेंट्स में मिलाने पर विचार कर रहे हैं। वर्तमान प्रयोग छोटे पैमाने पर किया गया है जिसमें 99 प्रतिशत CO2 निकास गैसों से हटा दिया गया था। इस प्रक्रिया को और अधिक अनुकूलित करने की आवश्यकता है ताकि इसे हर दिन और किसी भी विभिन्न प्रकार के उत्सर्जन से कम से कम एक टन CO2 कैप्चर करने के लिए बढ़ाया जा सके। उत्सर्जन में प्रदूषण से निपटने के लिए विधि मजबूत होनी चाहिए। कार्बन कैप्चर तकनीक का अंतिम लक्ष्य एक किफायती और ऊर्जा कुशल विधि का उपयोग करके वायुमंडल से सीधे CO2 को कैप्चर करना होगा।
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स्रोत (रों)
विलियम्स एन एट अल। 2019 क्रिस्टलीय हाइड्रोजन-बंधुआ बाइकार्बोनेट डिमर्स के माध्यम से CO2 कैप्चर। केम.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
