समाचारं

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

अधुना दक्षिणचीनप्रौद्योगिकीविश्वविद्यालयस्य प्रोफेसरः लियू डेटाओ तस्य दलेन सहविद्युत्संश्लेषणीयजलपेरोक्साइड्-उत्पादनस्य कार्यक्षमतां वर्धयितुं नूतना पद्धतिः विकसिता अस्ति ।

शोधस्य कालखण्डे शोधदलेन आणविक, नैनोमीटर्, मिलीमीटर् इत्यादीनां सामग्रीपरिमाणानां आरम्भः कृतः, येन जैवद्रव्यमान-आधारितस्य 2e विद्युत्-उत्प्रेरक-सामग्रीणां नूतन-पीढीयाः डिजाइनस्य कृते नूतनः विकासमार्गः प्रदत्तः

गैस-प्रसार-विद्युत्-निर्माण-पद्धतिं अनुकूलितुं अनन्तरं दलेन ज्ञातं यत् हाइड्रोपेरोक्साइड्-संश्लेषण-उपजः ५१०.५८ mg·L -१ ·cm -२ ·h -१ यावत् भवितुम् अर्हति

इदं उपजं अन्येभ्यः वर्तमानबायोमासकार्बन-आधारित-उत्प्रेरक-सामग्रीभ्यः दशकशः गुणाधिकं भवति, तथा च पेट्रोलियम-कार्बन-आधारित-उत्प्रेरक-पदार्थेभ्यः अपि अनेकगुणं अधिकं भवति

चित्रम् |.शोधसमूहस्य छायाचित्रम् (स्रोतः: आँकडानक्शा)

अस्य अध्ययनस्य मुख्यविषयः नैनोसेलुलोजः अस्ति । अस्य उच्चछिद्रतायाः उच्चविशिष्टपृष्ठक्षेत्रस्य च लाभाः सन्ति, तथा च समन्वित-आक्सीजनयुक्तानां कार्यात्मकसमूहानां त्रिविम-एरोजेल्-संरचनायां प्रयोक्तुं शक्यते

एक-आयामी नैनोसेलुलोजस्य पृष्ठे विशेषधातु-आयनसमन्वयस्य उपयोगेन तथा फ्रीज-शुष्कीकरण-प्रौद्योगिक्याः उपयोगेन "जिओलाइट् इमिडाजोल् कंकाल-नैनोसेलुलोज-फेनम्" इति सामग्रीं निर्मातुं शक्यते

अस्य पदार्थस्य उज्ज्वलं बैंगनीरूपं भवति, तस्य संरचना च तुल्यकालिकरूपेण स्थिरं भवति । कार्बनीकरणादिप्रक्रियाणां अनन्तरं पदार्थः प्राणवायुग्रहणाय प्रचुरं सक्रियस्थलं जनयितुं शक्नोति ।

चित्र |

अपि च, एतत् नैनोकम्पोजिट् कोबाल्ट् टेट्रोक्साइड् संरचनाम् अपि निर्मातुम् अर्हति, यत् इलेक्ट्रॉनप्रवासदक्षतायाः उन्नयनार्थं अतीव अनुकूलं भवति, यत् क्रमेण विद्युत्संश्लेषकहाइड्रोपेरोक्साइडस्य जननदक्षतायां सुधारं कर्तुं शक्नोति

शोधकाले दलेन द्वय-कैथोड्-इलेक्ट्रो-फेण्टन्-प्रौद्योगिकी-यन्त्रस्य अपि परिकल्पना कृता, यस्य समन्वयस्य क्षमता अस्ति ।एतत् उच्चदक्षतापूर्वकं सामान्यकार्बनिकप्रदूषकाणां विघटनं कर्तुं शक्नोति, तस्य निष्कासनस्य दरः ३० निमेषेषु ९९.४३% यावत् भवति ।

जलकृषेः अपशिष्टजलस्य, रङ्गस्य अपशिष्टजलस्य, कागदनिर्माणस्य अपशिष्टजलस्य अन्येषां अपशिष्टजलस्य च कृते एषा प्रौद्योगिकी कुशलं द्रुतं च शुद्धिकरणं शुद्धिकरणकार्यं च प्राप्तुं शक्नोति

अतः विद्यमानस्य रासायनिककीटाणुनाशकगोलीप्रौद्योगिक्याः स्थाने स्वस्थपेयजलस्य तथा बहिः पोर्टेबलजलशुद्धिकरणकीटाणुनाशकस्य भूमिकां निर्वहणं अतीव आशाजनकम् अस्ति।

रिपोर्ट्-अनुसारं अत्यन्तं महत्त्वपूर्णं हरित-रसायनत्वेन हाइड्रोपेरोक्साइड्-इत्यस्य अर्धचालकेषु, चिकित्सा-सेवायां, पर्यावरण-नियन्त्रणे, सूक्ष्म-रसायनेषु इत्यादिषु क्षेत्रेषु व्यापक-प्रयोग-संभावनाः सन्ति

सम्प्रति औद्योगिकपरिमाणेन हाइड्रोपेरोक्साइड्-उत्पादने जनाः मुख्यतया "एन्थ्राक्विनोन्-विधिः" इति पद्धतिं उपयुञ्जते ।

अस्य उच्चव्ययः, जटिलसञ्चालनं, पर्यावरणप्रदूषणं, असुरक्षितपरिवहनं भण्डारणं च इत्यादीनि समस्यानि सन्ति, येन वन्यक्षेत्रेषु, दूरस्थक्षेत्रेषु च अस्य उपयोगः कठिनः भवति

हाइड्रोपेरोक्साइड्-संश्लेषणार्थं 2e-ORR विद्युत्-रासायनिक-पद्धतेः उपयोगेन न केवलं तस्य संचालनं सुलभं भवति तथा च उच्च-उत्पादन-दक्षता अस्ति, अपितु अत्यन्तं उत्तमं विद्युत्-रासायनिक-स्थिरता अपि अस्ति, यत् विशेषतया केषाञ्चन पोर्टेबल-अनुप्रयोगानाम् कृते उपयुक्तम् अस्ति

परन्तु वर्तमानकाले अधिकांशः कैथोड् विद्युत् उत्प्रेरकाः प्रायः बहुमूल्यधातुषु पेट्रोलियमकार्बन-आधारितसामग्रीषु च अवलम्बन्ते, येषां कच्चामालस्य आपूर्तिः न केवलं सीमितं भवति, अपितु उच्च आर्थिकव्ययः अपि भवति

परन्तु नवीकरणीय जैवद्रव्यसेलुलोजसंसाधनानाम् वर्तमानवैश्विकप्रयोगः अग्रिमपीढीयाः वैकल्पिककैथोडसामग्रीविकासाय बहुमूल्यं अवसरं प्रदाति तत्सह एतेषां सामग्रीनां न्यूनमूल्यं, विस्तृता आपूर्तिः, पारिस्थितिकीविज्ञानं, पर्यावरणसंरक्षणं च इति लाभाः सन्ति ।

परन्तु विद्यमानजैवद्रव्य-व्युत्पन्न-2e विद्युत्-उत्प्रेरकानाम् कृते अल्प-कार्बन-दोषाः, अपर्याप्त-आक्सीजन-रिक्तस्थानानि, दुर्बल-इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण-क्षमता च इत्यादीनां समस्यानां कारणात् संतोषजनकं हाइड्रोपेरोक्साइड्-उत्पादनदक्षता न प्राप्ता

अतः जैवद्रव्याधारितस्य २-इलेक्ट्रॉनविद्युत्उत्प्रेरकसामग्रीणां परिकल्पना यस्य उपयोगेन विद्युत्रासायनिकरूपेण संश्लेषितजलपेरोक्साइडानां कुशलतापूर्वकं संश्लेषणं कर्तुं शक्यते, तस्य महत्त्वपूर्णं व्यावहारिकं महत्त्वं वर्तते तथा च कीटाणुनाशकस्य उन्नत-आक्सीकरण-प्रौद्योगिक्याः च क्षेत्रे महत्त्वपूर्णानि अनुप्रयोगसंभावनाः प्राप्तुं शक्यन्ते

(स्रोतः लघु)

यथा पूर्वं उक्तं, अस्मिन् परियोजनायां नैनोसेलुलोजस्य महत्त्वपूर्णा भूमिका अस्ति । जैवद्रव्यस्य नैनोसेलुलोजः न केवलं प्रकृतौ प्रचुरं भवति, अपितु नवीकरणीयलक्षणमपि अस्ति ।

दलस्य स्नातकोत्तरस्य छात्रः किआन् ज़ियुन् इत्ययं परियोजनां प्राप्य सामग्रीनां प्रारम्भिकपरीक्षणस्य संरचनात्मकनिर्माणस्य च कार्यं कुर्वन् अस्ति ।

सा माइक्रोन्-आकारस्य सेल्युलोजचूर्णात् आरभ्य विलीनपुनर्जन्मितसेलुलोजपर्यन्तं साधारणकागजतन्तुपर्यन्तं बहुप्रयत्नाः कृतवती, परन्तु उत्तमं परिणामं प्राप्तुं असमर्था अस्ति

पश्चात् सा नैनोसेलुलोजस्य 2e चयनात्मकतां सुधारयितुम्, आणविकपरिमाणात् नैनोपरिमाणात् च हाइड्रोपेरोक्साइडस्य उपजं वर्धयितुं प्रयत्नं कर्तुं आरब्धा ।

नैनोसेलुलोजस्य पृष्ठभागे जलप्रियाः प्राणवायुयुक्ताः समूहाः बहुसंख्याकाः सन्ति, तस्य विशिष्टपृष्ठक्षेत्रम् अपि तुल्यकालिकरूपेण विशालं भवति

आणविकस्तरस्य जलप्रियसेल्युलोजसूक्ष्मतन्तुषु अथवा नैनोरेशेषु आक्सीजनयुक्ताः हाइड्रोक्सिलसमूहाः, उपनैनोमीटरस्तरस्य आकाराः च सेल्युलोज-आणविकशृङ्खलाः च बहूनां भवन्ति

उपरि उल्लिखितानां लाभानाम् आधारेण तेषां पृष्ठीयकार्यकरणं अतीव सुलभतया कर्तुं शक्यते । एवं नैनोस्केल अथवा माइक्रोन् स्केल इत्यत्र सेल्युलोजस्य कार्यात्मकसंरचना अपि कृत्रिमरूपेण समायोजितुं शक्यते ।

चित्र |.संरचनात्मक आरेख (स्रोत: लघु)

अस्य आधारेण एकविमीय नैनोसेलुलोजस्य कोबाल्टसमन्वयेन नैनोसेलुलोजस्य परितः प्रत्यक्षतया नैनोसंरचितं जिओलाइट् इमिडाजोल् कंकाल-नैनोसेलुलोजफेनं वर्धयितुं शक्यते

तस्मिन् एव काले किआन् ज़ियुन् इत्यादयः नैनोसेलुलोज एरोजेल् इत्यस्य उपधातुरूपेण उपयोगं कृतवन्तः । जिओलाइट इमिडाजोल् कंकाल-नैनोसेलुलोज फेन नैनोकणानां कृते अस्य लाभः अस्ति यत् नैनोसेलुलोजस्य पृष्ठे एकरूपवृद्धिं प्राप्तुं शक्नोति

तदतिरिक्तं एते नैनोकणाः कठिनपरस्परसंयोजनं प्राप्तुं शक्नुवन्ति, येन मूलसंरचनायाः आयामीस्थिरतां सुनिश्चितं भवति तथा च किमपि क्षरणं विकृतिं च निवारयति

अस्य माध्यमेन सरलेन न्यूनलाभयुक्तेन च पद्धत्या कोबाल्ट्-नैनोसेलुलोज-एरोजेल्-नमूनानां निर्माणं कर्तुं शक्यते ।

चित्र |.उत्प्रेरक सूक्ष्मसंरचना (स्रोत: लघु)

तदनन्तरं आणविक-इञ्जिनीयरिङ्गस्य उच्च-तापमानस्य पायरोलिसिसस्य च उपयोगेन उपर्युक्ताः नमूनाः सघन-नैनोसेलुलोज-जाल-संरचनायाः अन्तः उच्च-आक्सीजन-कैप्चर-सक्रिय-स्थलानि पूर्णतया जनयितुं शक्नुवन्ति

अस्मिन् समये एकविमीयबायोचरस्य उपरि लंगरितेन नैनोसंरचितेन कोबाल्ट् टेट्रोक्साइड् इत्यनेन सह इलेक्ट्रॉनानां स्थानान्तरणं कर्तुं शक्यते, यस्य परिणामेण उत्तमं हाइड्रोपेरोक्साइड् उपजं प्राप्यते

चित्र |.हाइड्रोपेरोक्साइड संश्लेषण उपज तथा फैराडे प्रभाव (स्रोतः: लघु)

सामान्यतया प्रारम्भिकदिशाहीन अन्वेषणात् धातुसमन्वितस्य आणविक-इञ्जिनीयरिङ्गस्य परिकल्पनापर्यन्तं दलेन नैनोसेलुलोज-इत्येतत् जैवकार्बन-संसाधनं स्वस्य उत्तमं क्षमतां मुक्तं कर्तुं अनुमतिः दत्ता अस्ति

अद्यतने "कोबाल्ट-समन्वयित नैनोसेलुलोज विद्युत उत्प्रेरकस्य उपयोगेन स्केलेबल कैथोडिक एच 2 ओ 2 विद्युत संश्लेषण" इति शीर्षकेण एकं सम्बन्धितं पत्रं लघु (IF 13) इत्यत्र प्रकाशितम् ।

चित्र |.

दक्षिणचीनप्रौद्योगिकीविश्वविद्यालये स्नातकोत्तरछात्रः कियान् ज़ियुन् प्रथमलेखकः अस्ति, प्रोफेसरः लियू डेटाओ च तत्सम्बद्धलेखकरूपेण कार्यं करोति ।

चित्र |.

रिपोर्ट्-अनुसारं विद्युत्-रासायनिक-संश्लेषणं प्राचीनं किन्तु नवीनं प्रमुखं प्रौद्योगिकी अस्ति, एषा सरलं, कुशलं, हरितं सुरक्षितं च, न्यून-लाभं, स्केल-अप-करणं च सुलभं, अतीव आकर्षकं व्यावसायिकं मूल्यं दर्शयति

वर्षेषु चीनीयवैज्ञानिकाः नूतनानां विद्युत्रासायनिकसंश्लेषणप्रौद्योगिकीनां विकासेन अनेकानि तान्त्रिकचुनौत्यं समाधाय अन्यविधैः कठिनतया पारयितुं शक्यन्ते

पूर्वं बहवः प्रौद्योगिकी-उपार्जनाः बृहत्-परिमाणेन प्रयुक्ताः, येन उद्योगे सामान्य-तकनीकी-समस्यानां नूतनाः समाधानाः प्राप्यन्ते ।

कैथोड, एनोड इत्यादयः कार्यात्मकाः पदार्थाः सर्वदा विद्युत्रासायनिकसंश्लेषणस्य प्रमुखकोराः भवन्ति, ये किञ्चित्पर्यन्तं विद्युत्रासायनिकसंश्लेषणस्य कार्यक्षमतां, मूल्यं, कार्यजीवनं च निर्धारयन्ति

अतः नूतनवैकल्पिक-उच्च-प्रदर्शन-विद्युत्-उत्प्रेरक-सामग्रीणां निरन्तर-विकासः एकं लक्ष्यं यत् वैज्ञानिक-शोधकाः अनुसृत्य आगताः सन्ति ।

अतः भविष्ये दलं सेल्युलोज-अणुनां परिवर्तनं कृत्वा केचन नवीनाः उच्चस्तरीयाः 2e-ORR सामग्रीः सज्जीकर्तुं केन्द्रीक्रियते ।

व्ययस्य न्यूनीकरणाय, सज्जताप्रक्रियायाः सरलीकरणाय च ते कागदस्य कार्यान्वयनार्थं उद्योगविकासे अटङ्कानां समाधानार्थं च बाह्यकम्पनीभिः सह उद्योग-विश्वविद्यालय-संशोधनसहकार्यं अपि करिष्यन्ति।

“सम्प्रति बहवः कम्पनयः अस्मान् आहूय सहकार्यं अन्विष्य आगतवन्तः” इति शोधकर्ता अवदत् ।

सन्दर्भाः : १.

1.Qian, जेड, लियू, डी, लियू, डी, लुओ, वाई, जी, डब्ल्यू, वांग, वाई, ... & दुआन, वाई (2024). कोबाल्ट‐समन्वयित नैनोसेलुलोज विद्युत उत्प्रेरक के उपयोग से स्केलेबल कैथोडिक H2O2 विद्युत संश्लेषण।Small, 2403947.

टाइपसेटिंग्: चू जियाशी

02/

03/

04/

05/