CSIR-IICT का सस्ता तांबा उत्प्रेरक: समुद्री जल से हाइड्रोजन

हैदराबाद स्थित CSIR-भारतीय रासायनिक प्रौद्योगिकी संस्थान (CSIR-IICT) के वैज्ञानिकों ने एक सस्ता तांबा-आधारित फोटोकैटलिस्ट (प्रकाश-उत्प्रेरक) विकसित किया है। यह सूर्य के प्रकाश और समुद्री जल को स्वच्छ हाइड्रोजन ईंधन में बदलने में मदद कर सकता है, जिससे ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन में महंगी दुर्लभ धातुओं पर निर्भरता कम हो सकती है, द हिंदू ने बताया। इस टीम का नेतृत्व वैज्ञानिक उज्ज्वल पाल और शोध छात्रा भाव्या जक्सानी ने किया।

शोधकर्ताओं ने तांबा-टाइटेनियम डाइऑक्साइड फोटोकैटलिस्ट का अध्ययन किया और पाया कि हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया के दौरान इसकी संरचना लगातार बदलती रहती है। सूर्य के प्रकाश में, तांबे और टाइटेनियम के स्थल अपनी ऑक्सीकरण अवस्था बदल लेते हैं, जिससे उत्प्रेरक की हाइड्रोजन बनाने की क्षमता बेहतर होती है। प्रतिक्रिया के दौरान आंतरिक संरचना विकसित होने के साथ पदार्थ और सक्रिय हो जाता है।

तांबा टाइटेनियम डाइऑक्साइड ढांचे में छोटी खामियां (defects) पैदा करता है, जिससे आवेश की गति बेहतर होती है और पदार्थ सौर ऊर्जा को ज्यादा असरदार तरीके से सोखकर इस्तेमाल कर पाता है, जिससे हाइड्रोजन उत्पादन बढ़ता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि उत्प्रेरक का दीर्घकालिक प्रदर्शन पदार्थ से परे कारकों पर भी निर्भर करता है, जिनमें सूर्य के प्रकाश की तीव्रता और प्रतिक्रिया में मदद करने वाले पदार्थों की उपलब्धता शामिल है।

प्राकृतिक समुद्री जल से किए गए प्रयोगों में पता चला कि इसमें घुले खनिज और आयन, समुद्री जल और उत्प्रेरक सतह के बीच की अंतःक्रिया को प्रभावित करके हाइड्रोजन उत्पादन को प्रभावित करते हैं। यानी ये तत्व कुल क्षमता को काफी हद तक प्रभावित कर सकते हैं। ये निष्कर्ष फोटोकैटलिस्ट को एक स्थिर संरचना वाला पदार्थ मानने के बजाय, वास्तविक परिचालन स्थितियों में अध्ययन करने के महत्व को रेखांकित करते हैं।

उज्ज्वल पाल ने कहा, 'हमारा अध्ययन दिखाता है कि फोटोकैटलिस्ट कोई स्थिर पदार्थ नहीं है।' 'प्रतिक्रिया के दौरान इसकी संरचना और खामियां लगातार विकसित होती रहती हैं,' उन्होंने कहा। CSIR-IICT टीम अब प्रयोगशाला के निष्कर्षों को बदलने पर काम कर रही है। यह काम समुद्री जल और तटीय उपयोग के लिए सौर फोटोरिएक्टर प्रणालियों में बदलने का है।