নতুন টেকসই এবং সস্তা অনুঘটক কার্বন পদচিহ্ন হ্রাস করে

br>

রসায়ন অনুঘটক ধারণা

গবেষকরা একটি রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল অনুঘটক তৈরি করেছেন যা আর্দ্রতার উপস্থিতিতে স্থিতিশীল।

অ্যামোনিয়া সংশ্লেষিত করার জন্য একটি সস্তা এবং রাসায়নিকভাবে টেকসই অনুঘটক।

হ্যাবার-বশ প্রক্রিয়া, যা প্রায়শই অ্যামোনিয়া (NH3)-কে সংশ্লেষিত করতে ব্যবহৃত হয়—সিন্থেটিক নাইট্রোজেন সারের ভিত্তি—হাইড্রোজেন (H2) এবং নাইট্রোজেন (N2) উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রায় অনুঘটকগুলির উপর একত্রিত করে, এটি অন্যতম উল্লেখযোগ্য বৈজ্ঞানিক প্রক্রিয়া। যুগান্তকারী যা ফসলের ফলন বাড়াতে এবং বিশ্বব্যাপী খাদ্য উৎপাদন বাড়াতে সাহায্য করেছে।

যাইহোক, প্রক্রিয়াটির উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপের প্রয়োজনীয়তার কারণে, বড় জীবাশ্ম জ্বালানী শক্তি ইনপুট প্রয়োজন। এই পদ্ধতিতে ব্যবহৃত হাইড্রোজেন প্রাকৃতিক গ্যাস (প্রধানত মিথেন) থেকে প্রাপ্ত। এই হাইড্রোজেন-উৎপাদন প্রক্রিয়া প্রচুর শক্তি খরচ করে এবং প্রচুর পরিমাণে CO2 নির্গত করে। এই সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ব্যবহার করে জলের তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে উত্পাদিত হাইড্রোজেন ব্যবহার করে মৃদু পরিস্থিতিতে প্রতিক্রিয়া ঘটানোর অনুমতি দেওয়ার জন্য বেশ কয়েকটি অনুঘটক তৈরি করা হয়েছে। তাদের মধ্যে নাইট্রাইড-ভিত্তিক অনুঘটক রয়েছে যেগুলিতে ল্যান্থানাম নাইট্রাইড (LaN) সমর্থনে লোড করা নিকেল এবং কোবাল্ট (Ni, Co) এর মতো সক্রিয় ধাতব ন্যানো পার্টিকেল রয়েছে।

সস্তা, রাসায়নিকভাবে টেকসই অনুঘটক অ্যামোনিয়া ইনফোগ্রাফিককে সংশ্লেষিত করতে

অনুঘটক ব্যাখ্যা একটি ইনফোগ্রাফিক. ক্রেডিট: টোকিও টেক

সমর্থন এবং সক্রিয় ধাতু উভয়ই এই অনুঘটকগুলিতে NH3 গঠনে জড়িত। সক্রিয় ধাতু H2 কে বিভক্ত করে, যখন LaN সমর্থনের স্ফটিক কাঠামোতে নাইট্রোজেন শূন্যতা এবং নাইট্রোজেন পরমাণু থাকে যা নাইট্রোজেন (N2) শোষণ করে এবং সক্রিয় করে। যদিও এই অনুঘটকগুলি সস্তা (যেহেতু তাদের রুথেনিয়ামের প্রয়োজন নেই, যা ব্যয়বহুল), তাদের অনুঘটক কর্মক্ষমতা ক্ষতিগ্রস্থ হয় যখন আর্দ্রতার সংস্পর্শে আসে, ল্যান সাপোর্ট ল্যান্থানাম হাইড্রোক্সাইডে (La(OH)3) রূপান্তরিত হয়।

এখন, প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায় অ্যাঞ্জেওয়ান্ডতে চেমিচীন ও জাপানের গবেষকরা অধ্যাপক হিদেও হোসোনোর নেতৃত্বে টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (টোকিও টেক), জাপান, একটি রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল অনুঘটক তৈরি করেছে যা আর্দ্রতার উপস্থিতিতে স্থিতিশীল। একটি বিরল-আর্থ ধাতু (এই ক্ষেত্রে, লা) এবং একটি ধাতুর মধ্যে রাসায়নিক বন্ধন ধারণকারী স্থিতিশীল বিরল-আর্থ যৌগগুলি থেকে অনুপ্রেরণা নিয়ে, তারা অ্যালুমিনিয়াম পরমাণুগুলিকে LaN কাঠামোতে অন্তর্ভুক্ত করে এবং একটি রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল La3AlN সমর্থন সংশ্লেষিত করে যা লা-আল বন্ডগুলিকে প্রতিরোধ করে। ল্যান্থানাম পরমাণু আর্দ্রতার সাথে বিক্রিয়া থেকে।

নিকেল এবং কোবাল্ট (Ni, Co) এর মতো সক্রিয় ধাতুগুলির সাথে লা-আল-এন সমর্থন প্রচলিত ধাতু নাইট্রাইড অনুঘটকের সাথে একই হারে NH3 উত্পাদন করতে সক্ষম হয়েছিল এবং নাইট্রোজেন গ্যাস খাওয়ানো হলে একটি স্থিতিশীল উত্পাদন বজায় রাখতে পারে। – আর্দ্রতা ধারণকারী। “নি- বা কো-লোডেড লা-আল-এন অনুঘটকগুলি 3.5% আর্দ্রতার সংস্পর্শে আসার পরে কোনও স্বতন্ত্র অবক্ষয় দেখায়নি,” বলেছেন অধ্যাপক হোসোনো৷

আল পরমাণুগুলি সমর্থনকে স্থিতিশীল করার সময়, ডোপড সমর্থনে উপস্থিত জালিকা নাইট্রোজেন এবং নাইট্রোজেন ত্রুটিগুলি প্রচলিত সক্রিয় ধাতু/বিরল-আর্থ ধাতু নাইট্রাইড অনুঘটকের অনুরূপভাবে অ্যামোনিয়ার সংশ্লেষণকে সক্ষম করে। “ল্যাটিস নাইট্রোজেন, সেইসাথে লা-আল-এন-এ নাইট্রোজেন শূন্যতা, N2 শোষণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, লা-আল-এন সমর্থন এবং সক্রিয় ধাতু Ni যথাক্রমে N2 এবং H2 শোষণ এবং সক্রিয়করণের জন্য দায়ী,” ব্যাখ্যা করেন অধ্যাপক হোসোনো।

Haber-Bosch প্রক্রিয়া হল একটি শক্তি-নিবিড় রাসায়নিক বিক্রিয়া, যা বিশ্বব্যাপী বার্ষিক কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমনের প্রায় 1% জন্য দায়ী। যদিও NH3 উৎপাদনের জন্য বিকল্প পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ পন্থা অনুসন্ধান করা হচ্ছে, সস্তা অনুঘটক প্রবর্তন প্রক্রিয়াটিকে হালকা অবস্থার মধ্যে কাজ করার অনুমতি দিয়ে তাৎক্ষণিক সুবিধা প্রদান করতে পারে।

রেফারেন্স: “অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণের জন্য রাসায়নিকভাবে টেকসই নিকেল এবং কোবাল্ট ল্যান্থানাম-নাইট্রাইড-ভিত্তিক অনুঘটকের দৃষ্টিভঙ্গি” প্রফেসর ইয়াংফান লু, প্রফেসর তিয়ান-নান ইয়ে, ড. জিয়াং লি, জিচুয়াং লি, হাওটিয়ান গুয়ান, ডাঃ মাসাতো সাসেস, ড. ইয়াসুহিরো নিওয়া, প্রফেসর হিতোশি আবে, প্রফেসর কিয়ান লি, প্রফেসর ফুশেন প্যান, প্রফেসর মাসাকি কিতানো এবং প্রফেসর হিদেও হোসোনো, ২৬ সেপ্টেম্বর ২০২২, Angewandte Chemie আন্তর্জাতিক সংস্করণ.
DOI: 10.1002/anie.202211759

গবেষণাটি শিক্ষা, সংস্কৃতি, ক্রীড়া, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি মন্ত্রী, বিজ্ঞানের প্রচারের জন্য জাপান সোসাইটি, জাপান সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি এজেন্সি, চংকিং ইউনিভার্সিটি, চীনের চংকিং মিউনিসিপ্যালিটি কী রিসার্চ অ্যান্ড ডেভেলপমেন্ট প্রোগ্রাম, জাতীয় চীনের প্রাকৃতিক বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন, সাংহাই পৌরসভার বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি কমিশন এবং নবায়নযোগ্য শক্তি এবং আণবিক প্রকৌশলের শাওক্সিং গবেষণা ইনস্টিটিউট।



Supply hyperlink

Leave a Comment