پانی سے صاف ایندھن نکالنا

30 مئی 2023 (نانورک نیوز) صاف توانائی کی وافر فراہمی سادہ نظروں میں چھپی ہوئی ہے۔ یہ ہائیڈروجن ہے جسے ہم پانی سے نکال سکتے ہیں (H2O) قابل تجدید توانائی کا استعمال۔ سائنسدان آب و ہوا کی تبدیلی سے نمٹنے کی جستجو کے حصے کے طور پر، جیواشم ایندھن کو تبدیل کرنے کے لیے پانی سے صاف ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے کم لاگت کے طریقے تلاش کر رہے ہیں۔ ہائیڈروجن گاڑیوں کو طاقت دے سکتی ہے جبکہ پانی کے علاوہ کچھ نہیں خارج کرتا ہے۔ ہائیڈروجن بہت سے صنعتی عملوں کے لیے بھی ایک اہم کیمیکل ہے، خاص طور پر اسٹیل بنانے اور امونیا کی پیداوار میں۔ ان صنعتوں میں کلینر ہائیڈروجن کا استعمال انتہائی ضروری ہے۔ Argonne نیشنل لیبارٹری کی قیادت میں ایک کثیر ادارہ جاتی ٹیم نے ایک ایسے عمل کے لیے ایک کم لاگت کا کیٹالسٹ تیار کیا ہے جو پانی سے صاف ہائیڈروجن حاصل کرتا ہے۔ دیگر تعاون کرنے والوں میں DOE کی Sandia نیشنل لیبارٹریز اور لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری کے ساتھ ساتھ Giner Inc شامل ہیں۔ یہ تحقیق سائنس ("پروٹون ایکسچینج میمبرین الیکٹرولیسس کے لئے لا- اور ایم این ڈوپڈ کوبالٹ اسپنل آکسیجن ارتقاء کا اتپریرک"). پانی کے ساتھ الیکٹروکٹیلیٹک ردعمل کے دوران ریشے دار، باہم جڑے ہوئے اتپریرک ذرات (دائیں) سے تیار ہونے والے آکسیجن کے بلبلے۔ بائیں طرف کوبالٹ پر مبنی اتپریرک کے لیے جالی ساخت۔ (تصویر: ارگون نیشنل لیبارٹری/لینا چونگ اور لونگ شینگ وو شٹر اسٹاک بیک گراؤنڈ کا استعمال کرتے ہوئے) "ایک عمل جسے الیکٹرولیسس کہا جاتا ہے پانی سے ہائیڈروجن اور آکسیجن پیدا کرتا ہے اور یہ ایک صدی سے زیادہ عرصے سے جاری ہے،" آرگون کے سینئر کیمیا دان دی جیا لیو نے کہا۔ انہوں نے شکاگو یونیورسٹی کے پرٹزکر سکول آف مالیکیولر انجینئرنگ میں مشترکہ تقرری بھی کی ہے۔ پروٹون ایکسچینج میمبرین (PEM) الیکٹرولائزر اس عمل کے لیے ٹیکنالوجی کی ایک نئی نسل کی نمائندگی کرتے ہیں۔ وہ کمرے کے درجہ حرارت کے قریب پانی کو ہائیڈروجن اور آکسیجن میں اعلی کارکردگی کے ساتھ تقسیم کر سکتے ہیں۔ توانائی کی کم طلب انہیں قابل تجدید لیکن وقفے وقفے سے چلنے والے ذرائع جیسے شمسی اور ہوا کا استعمال کرکے صاف ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے ایک مثالی انتخاب بناتی ہے۔ یہ الیکٹرولائزر اپنے ہر الیکٹروڈ (کیتھوڈ اور اینوڈ) کے لیے الگ الگ اتپریرک کے ساتھ چلتا ہے۔ کیتھوڈ اتپریرک ہائیڈروجن پیدا کرتا ہے، جبکہ اینوڈ کیٹالسٹ آکسیجن بناتا ہے۔ ایک مسئلہ یہ ہے کہ اینوڈ کیٹالسٹ اریڈیم استعمال کرتا ہے، جس کی موجودہ مارکیٹ قیمت تقریباً $5,000 فی اونس ہے۔ سپلائی کی کمی اور اریڈیم کی زیادہ قیمت PEM الیکٹرولائزرز کو بڑے پیمانے پر اپنانے میں ایک بڑی رکاوٹ ہے۔ نئے اتپریرک میں اہم جزو کوبالٹ ہے جو کہ اریڈیم سے کافی حد تک سستا ہے۔ لیو نے کہا کہ "ہم نے ایک PEM الیکٹرولائزر میں ایک کم لاگت اینوڈ کیٹالسٹ تیار کرنے کی کوشش کی جو کم سے کم توانائی استعمال کرتے ہوئے ہائیڈروجن پیدا کرتا ہے۔" "ہمارے طریقے سے تیار کردہ کوبالٹ پر مبنی کیٹالسٹ کا استعمال کرکے، کوئی بھی الیکٹرولائزر میں صاف ہائیڈروجن پیدا کرنے کی لاگت کی اہم رکاوٹ کو دور کرسکتا ہے۔" الیکٹرولائزرز اور فیول سیلز کی کمرشلائزیشن کے لیے کام کرنے والی ایک معروف ریسرچ اینڈ ڈیولپمنٹ کمپنی جنر انکارپوریٹڈ نے صنعتی آپریٹنگ حالات کے تحت اپنے PEM الیکٹرولائزر ٹیسٹ سٹیشنوں کا استعمال کرتے ہوئے نئے اتپریرک کا جائزہ لیا۔ کارکردگی اور استحکام حریفوں کے اتپریرک سے کہیں زیادہ ہے۔ اتپریرک کی کارکردگی کو مزید آگے بڑھانے کے لیے اہم یہ ہے کہ الیکٹرولائزر آپریٹنگ حالات کے تحت جوہری پیمانے پر ردعمل کے طریقہ کار کو سمجھنا ہے۔ ٹیم نے ارگون میں ایڈوانسڈ فوٹون سورس (اے پی ایس) پر ایکس رے تجزیوں کا استعمال کرتے ہوئے آپریٹنگ حالات کے تحت اتپریرک میں ہونے والی اہم ساختی تبدیلیوں کو سمجھا۔ انہوں نے سانڈیا لیبز اور ارگون کے سینٹر فار نانوسکل میٹریلز (CNM) میں الیکٹران مائکروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے کلیدی اتپریرک خصوصیات کی بھی نشاندہی کی۔ APS اور CNM دونوں DOE آفس آف سائنس صارف کی سہولیات ہیں۔ "ہم نے تیاری کے مختلف مراحل میں نئے اتپریرک کی سطح پر جوہری ڈھانچے کی تصویر کشی کی،" جیانگو وین، ایک ارگون مواد کے سائنسدان نے کہا۔ مزید برآں، برکلے لیب میں کمپیوٹیشنل ماڈلنگ نے رد عمل کے حالات میں اتپریرک کی پائیداری کے بارے میں اہم بصیرت کا انکشاف کیا۔ ٹیم کی کامیابی DOE کے ہائیڈروجن انرجی ارتھ شاٹ اقدام میں ایک قدم آگے ہے، جو امریکہ کی نقل کرتا ہے۔ خلائی پروگرام کا 1960 کی دہائی کا "مون شاٹ"۔ اس کا مہتواکانکشی ہدف ایک دہائی میں گرین ہائیڈروجن کی پیداوار کی لاگت کو ایک ڈالر فی کلوگرام تک کم کرنا ہے۔ اس قیمت پر گرین ہائیڈروجن کی پیداوار ملک کی معیشت کو نئی شکل دے سکتی ہے۔ ایپلی کیشنز میں الیکٹرک گرڈ، مینوفیکچرنگ، ٹرانسپورٹیشن اور رہائشی اور کمرشل ہیٹنگ شامل ہیں۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 ڈیٹا انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ایڈریین ایشلے کے ساتھ مستقبل کا نقشہ بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• PREIPO® کے ساتھ PRE-IPO کمپنیوں میں حصص خریدیں اور بیچیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=63079.php