சூரிய ஒளியால் CO2-ஐ எத்தனாலாக மாற்றும் "நானோ-சாண்ட்விச்" கண்டுபிடிப்பு

பிராகில் உள்ள சார்லஸ் பல்கலைக்கழகத்தில் பாவ்லா எலியாஷோவா தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு புதிய ஒளிமின்முனையை (photocathode) உருவாக்கியுள்ளனர். இது சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்தி பசுமைக்குடில் வாயுவான கார்பன் டை ஆக்சைடை (CO2) தூய எத்தனாலாக மாற்ற உதவும். அட்வான்ஸ்டு எனர்ஜி மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்தச் சாதனம், நீரில் பொருள் சிதைவடையும் நீண்டகால பிரச்சினையைத் தீர்த்து, இந்தச் செயல்முறைக்கான சாதனை அளவிலான மாற்றுத் திறனை எட்டியுள்ளது.

சூரிய ஒளியை உள்வாங்கி இரசாயன வினையை இயக்கும் ஒளிமின்முனை என்பதே இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் மையக் கூறான சூரிய உலையின் முக்கிய பகுதி. குப்ரஸ் ஆக்சைடு என்ற பொருள், விலை மலிவானதாகவும், எளிதில் கிடைப்பதாகவும், சூரிய ஒளியை நன்கு பிடிப்பதாகவும் இருப்பதால் நீண்ட காலமாக ஏற்ற பொருளாகக் கருதப்பட்டது. ஆனால் ஒளியின் கீழ் நீரில் இது இரும்பு துருப்பிடிப்பதைப் போல வேகமாகச் சிதைந்து, சில பத்து நிமிடங்களிலேயே செயல்படும் தன்மையை இழந்துவிடும்.

பல்கலைக்கழகத்தின் கணிதம் மற்றும் இயற்பியல் பள்ளியைச் சேர்ந்த டோமாஷ் ஹர்பெக் உடன் இணைந்து பணியாற்றிய குழு, குப்ரஸ் ஆக்சைடை எம்எக்ஸீன்கள் (MXenes) எனப்படும் இரு-பரிமாண பொருட்களுடன் இணைத்தது. பின்னர் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பமூட்டல் மூலம் அதன் மேற்பரப்பில் மிக மெல்லிய டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்கி ஒரு "நானோ-சாண்ட்விச்"சை உருவாக்கி இந்தப் பிரச்சினையைத் தீர்த்தது. இவ்வாறு மாற்றப்பட்ட எம்எக்ஸீன்கள், குப்ரஸ் ஆக்சைடிலிருந்து மின்சுமையை வேகமாக வெளியேற்றி அதன் சிதைவைத் தாமதப்படுத்துவதுடன், அதே மின்சுமையைப் பயன்படுத்தி கார்பன் டை ஆக்சைடை திரவ எரிபொருளாக மாற்றுகிறது. "தாமிரத் தளம் ஒளி ஆற்றலின் அதிகபட்ச பயன்பாட்டை சாத்தியமாக்குகிறது, அதே வேளையில் மின்கடத்தும் எம்எக்ஸீன் கட்டமைப்பு, பல மணி நேரம் இயங்கியபின்னும் பொருள் செயலிழக்காமல் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது," என எலியாஷோவா தெரிவித்தார்.

ஆய்வக சோதனைகளில், இந்தப் புதிய ஒளிமின்முனை சாதனை அளவிலான 2.74% சூரிய ஆற்றல்-எத்தனால் மாற்றுத் திறனை எட்டியது. மற்ற அமைப்புகள் பெரும்பாலும் பல்வேறு துணைப் பொருட்களின் கலவையை உருவாக்குவதால் தொழில்துறை பயன்பாட்டைச் சிக்கலாக்கும் நிலையில், இது தூய எத்தனாலை மட்டுமே ஒரே திரவப் பொருளாக உருவாக்குவது ஒரு முக்கிய முன்னேற்றமாகும்.

"இது எங்களுக்கு ஒரு பெரிய முன்னேற்றம்," என எலியாஷோவா தெரிவித்தார். "ஆய்வகத் தரத்தில் இந்த அமைப்பு நன்றாகச் செயல்பட்டு, பல மணி நேரம் எத்தனாலை உற்பத்தி செய்கிறது. அடுத்த கட்டமாக, முழு ஒளிமின்முனையின் நிலைத்தன்மையை மேலும் வலுப்படுத்தி, பெரிய அளவிலும் உண்மையான பகல் வெளிச்சச் சூழலிலும் சோதிக்க விரும்புகிறோம்," என்றார்.