IITGN ने बनाया पांच-धातु उत्प्रेरक, बिना अतिरिक्त बिजली CO2 को CO में बदलता है

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गांधीनगर (IITGN) के शोधकर्ताओं ने एक नई तरह की द्वि-आयामी उत्प्रेरक सामग्री प्रस्तावित की है। यह कैद की गई कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) में बदल सकती है, और वह भी पहले से कहीं कम ऊर्जा में। CO ईंधन और रसायनों के लिए एक अहम कच्चा माल है। यह निष्कर्ष एनपीजे कम्प्यूटेशनल मटीरियल्स नामक शोध पत्रिका में प्रकाशित हुए।

टीम ने दो विचारों को जोड़ा, जिन्हें पहले ज़्यादातर अलग-अलग समझा जाता था। पहला, एमबीन (MBenes) — एक धातु और बोरॉन से बनी बेहद पतली द्वि-आयामी सामग्री, जिसकी सतह बड़ी और खुली होती है। दूसरा, उच्च-एन्ट्रॉपी सामग्री — जो किसी रासायनिक अभिक्रिया के अलग-अलग चरणों में मदद के लिए एक ही सतह पर कई धातुओं को मिलाती है। श्री हर्षा भारद्वाज एच, IITGN के भौतिक अभियांत्रिकी विभाग में चौथे वर्ष के पीएचडी शोधार्थी और अध्ययन के पहले लेखक हैं। उन्होंने कहा, "पिछले अध्ययनों ने आशाजनक एमबीन उत्प्रेरक खोजे थे, लेकिन उन्हें आमतौर पर अतिरिक्त बिजली की मदद चाहिए होती है या वे मीथेन और मेथनॉल जैसे जटिल उपोत्पाद बनाते हैं।"

शोधकर्ताओं ने 56 संभावित सामग्रियों से शुरुआत करके, कम्प्यूटर आधारित जांच से उन्हें 18 व्यावहारिक मिश्रणों तक सीमित किया। इसके बाद उन्होंने तीन बेहतरीन "उच्च-एन्ट्रॉपी एमबीन" खोजे, जो बिना किसी अतिरिक्त बिजली सहायता के CO2 को CO में असरदार तरीके से बदलते हैं। हर एक में बोरॉन के साथ क्रोमियम, नाइओबियम, ज़िरकोनियम, मॉलिब्डेनम, टाइटेनियम, हैफ़नियम और टैंटलम में से पांच धातुएं मिली होती हैं। ये धातुएं मानो काम बांट लेती हैं — क्रोमियम CO2 के चिपकने की पसंदीदा जगह बनता है, जबकि ज़िरकोनियम और हैफ़नियम उस जगह तक इलेक्ट्रॉन पहुंचाने में मदद करते हैं।

बनने वाली CO, सिनगैस जैसे ईंधन और रसायनों के लिए कच्चा माल बन सकती है, और सिनगैस बिजली बना सकती है या ईंधन सेल चला सकती है। यह काम IITGN की परम अनंता सुपरकंप्यूटिंग सुविधा पर हुआ, जिसे भारत के राष्ट्रीय सुपरकंप्यूटिंग मिशन का समर्थन प्राप्त है। यह अध्ययन भारत के विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा 2070 तक शुद्ध-शून्य उत्सर्जन के रास्ते के रूप में पहचाने गए कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण के लक्ष्य से मेल खाता है। IITGN के सहायक प्रोफ़ेसर और अध्ययन के प्रमुख अन्वेषक डॉ. राघवन रंगनाथन ने इस तरीके को "सोचने पर मजबूर करने वाला" बताया। उन्होंने यह भी आगाह किया, "हमारी गणनाएं एक आशाजनक तस्वीर पेश करती हैं, लेकिन आगे के अध्ययनों में प्रयोगशाला संश्लेषण और विद्युत-रासायनिक परीक्षण को भी शामिल करना होगा।"