शहरी फोहोरबाट CO2 लाई उपयोगी उपभोग्य उत्पादनमा परिणत गर्दै

युरोपका शहरहरूले वायुमण्डलमा ठूलो मात्रामा हरितगृह ग्यासहरू उत्सर्जन गर्छन्। दुई आवश्यक शहरी सेवाहरू - फोहोर जलाउने र फोहोर पानी प्रशोधन - EU मा नगरपालिका CO2 उत्सर्जनमा सबैभन्दा ठूलो योगदानकर्ताहरू हुन्।

यी प्रणालीहरू जनस्वास्थ्य र शहरी जीवनको लागि महत्त्वपूर्ण छन्, तैपनि तिनीहरूले उत्सर्जन गर्छन् जुन पूर्ण रूपमा हटाउन गाह्रो छ। तर यदि त्यो CO2 खेर जानु नपरेको भए के हुन्थ्यो?

अन्तर्राष्ट्रिय अनुसन्धानकर्ताहरूको समूहको लागि, शहरी कार्बन प्रदूषणले अवसर प्रस्तुत गर्दछ। EU-वित्त पोषित वाटरप्रूफ पहलमा सँगै काम गर्दै, तिनीहरू यी प्रक्रियाहरूबाट CO2 लिने र यसलाई फर्मिक एसिडमा रूपान्तरण गर्ने तरिका विकास गर्दैछन्: धेरै उद्योगहरूमा प्रयोग हुने एक सरल, अत्यधिक बहुमुखी रसायन।

यसले फोहोर भस्म गर्ने यन्त्रहरू र फोहोर पानीबाट निस्कने उत्सर्जनलाई हाम्रो सिङ्क मुनिको सफाई उत्पादनहरूमा वा हाम्रा जुत्ताहरूमा रहेको छालामा परिणत गर्न अनुमति दिन सक्छ।

समस्यालाई स्रोतमा परिणत गर्ने

जलवायु परिवर्तनलाई सम्बोधन गर्ने प्रयासहरू मुख्यतया नवीकरणीय ऊर्जा, विद्युतीकरण र सुधारिएको दक्षतामा केन्द्रित छन्। तर केही स्रोतहरू हटाउन अझै पनि गाह्रो छन्।

"केही उत्सर्जन रोक्न गाह्रो हुन्छ," अनुसन्धानको समन्वय गर्ने डच रासायनिक कम्पनी एभान्टियमकी इलेक्ट्रोकेमिस्ट र कार्यक्रम प्रबन्धक एनली जोङ्गेरियसले भनिन्।

एउटा विकल्प भनेको CO2 लाई कैद गर्नु र भूमिगत रूपमा भण्डारण गर्नु हो। तर वाटरप्रूफ टोलीले थप गोलाकार विकल्पको खोजी गरिरहेको छ: कार्बनलाई थुन्नुको सट्टा प्रयोगमा राख्नु।

"यदि हामीले यसलाई प्रयोग गर्न सक्यौं भने यो राम्रो हुने थियो," जोङ्गेरियसले भने। "एकै समयमा, हामीलाई रसायन उत्पादन गर्न जीवाश्म फिडस्टकको विकल्प चाहिन्छ।"

"

यदि तपाईंले फोहोर पानीबाट CO2 लिनुभयो, यसलाई उत्पादनमा परिणत गर्नुभयो, र त्यसपछि त्यो उत्पादनलाई आफ्नो शौचालय सफा गर्न प्रयोग गर्नुभयो ताकि यो फोहोर पानी प्रणालीमा फिर्ता बगोस्, तपाईंले पूर्ण चक्र सिर्जना गर्नुहुन्छ।

त्यो चुनौती विशेष गरी डच फोहोर व्यवस्थापन कम्पनी HVC द्वारा सञ्चालित सुविधाहरूमा देखिन्छ, जसले नेदरल्याण्ड्समा दुई प्रमुख फोहोर भस्म गर्ने ठाउँहरू चलाउँछ। 

"हामीले फोहोर समाजले उत्पादन गर्ने जुनसुकै फोहोरलाई पनि लिनुपर्छ," HVC का फोहोर-देखि-ऊर्जा नवप्रवर्तन प्रबन्धक जान पिटर बोर्नले भने। "मानिसहरूलाई कम किन्न र बढी पुन: प्रयोग गर्न प्रोत्साहित गर्नु बाहेक हामीसँग CO2 उत्सर्जनलाई नियमन गर्ने कुनै माध्यम छैन।"

HVC ले पहिले नै केही CO2 सङ्कलन गर्छ र हरितगृह किसानहरूलाई बेच्छ, जसले यसलाई गोलभेडा र काँक्रो जस्ता बालीहरूको उत्पादन बढाउन प्रयोग गर्छन्। तर यो आंशिक समाधान मात्र हो। 

"बिरुवाहरूमा प्रशासित धेरैजसो CO2 हरितगृहको छानाबाट फेरि निष्कासन हुन्छ," बोर्नले व्याख्या गरे। "हाम्रो कानुनी दृष्टिकोणबाट, यो ढिलो उत्सर्जन हो। यो किसान हो जसले CO2 उत्पादन गर्न ग्यास फायरिङबाट बच्न उत्सर्जन घटाउने काम गर्छ।" 

वाटरप्रूफका अनुसन्धानकर्ताहरूले कब्जा गरिएको कार्बनलाई उपयोगी उत्पादनहरूमा परिणत गरेर एक कदम अगाडि बढ्ने लक्ष्य राखेका छन् जसले यसलाई लामो समयसम्म वायुमण्डलबाट बाहिर राख्छ।

CO2 देखि सफाई उत्पादनहरू सम्म

वाटरप्रूफ नवप्रवर्तनको मुटुमा एक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया छ जसले नवीकरणीय बिजुली प्रयोग गरेर कैद गरिएको CO2 लाई फर्मिक एसिडमा रूपान्तरण गर्दछ।

"यो तपाईंले गर्न सक्ने सबैभन्दा सरल रूपान्तरणहरू मध्ये एक हो," जोङ्गेरियसले भने। 

विद्युतीय प्रवाहले विशेष कोषमा प्रतिक्रिया चलाउँछ, CO2 लाई फर्मिक एसिडमा घटाउँछ। किनभने प्रणाली नवीकरणीय बिजुलीमा चल्छ र फोहोरबाट प्राप्त कार्बन प्रयोग गर्दछ, यसले जीवाश्म-आधारित कच्चा पदार्थहरूमा निर्भरता कम गर्छ।

यो प्रक्रियाले थप फाइदाहरू पनि प्रदान गर्न सक्छ। इलेक्ट्रोकेमिकल सेलमा, एकै समयमा दुई प्रतिक्रियाहरू हुन्छन्, प्रत्येक इलेक्ट्रोडमा एउटा। वाटरप्रूफ टोलीले CO2 लाई फर्मिक एसिडमा रूपान्तरण गर्ने कुरामा ध्यान केन्द्रित गर्दा, उनीहरूले यसलाई हाइड्रोजन पेरोक्साइड र सम्बन्धित यौगिकहरू उत्पादन गर्ने दोस्रो प्रतिक्रियासँग जोड्ने पनि खोजी गरेका छन्।

यी पदार्थहरूले औषधि र कीटनाशकका अवशेषहरू सहित फोहोर पानीमा रहेका जिद्दी प्रदूषकहरूलाई तोड्न मद्दत गर्न सक्छन्। यद्यपि, प्रक्रियाको यो भाग अझै प्रारम्भिक चरणमा छ र हालको प्रदर्शन प्रणालीमा लागू गरिएको छैन।

टोलीले शौचालय र सतह सफा गर्ने जस्ता पर्यावरण-मैत्री सफाई उत्पादनहरूमा आफ्नो CO2-व्युत्पन्न फर्मिक एसिडको परीक्षण गरिरहेको छ। 

"यसले परम्परागत रूपमा उत्पादन हुने फर्मिक एसिड जस्तै काम गर्छ," जोङ्गेरियसले भने। "यो उही अणु हो।"

सरसफाइ बाहेक, परियोजनाले छालाको टेनिङमा CO2-व्युत्पन्न फर्मिक एसिडको प्रयोगको अन्वेषण गरिरहेको छ। यो एसिड सबै प्रकारका छालाको लागि प्रयोग गर्न सकिने भएतापनि, टोलीले हाल आइसल्याण्डिक कम्पनी नर्डिक फिश लेदरसँग मिलेर पर्यावरणमैत्री माछाको छाला - परम्परागत गाईवस्तुमा आधारित छालाको दिगो विकल्प - बजारमा ल्याउन काम गरिरहेको छ।

वास्तविक-विश्व प्रभावको लागि स्केलिंग बढाउँदै

रसायन विज्ञान आशाजनक भए पनि, स्केलिंग अर्को चुनौती हो।

पहिलेको EU-वित्त पोषित अनुसन्धानको आधारमा, टोलीले अब ठूलो स्तरको पाइलट युनिटमा काम गरिरहेको छ जसमा धेरै इलेक्ट्रोकेमिकल कोषहरू एकसाथ स्ट्याक गरिएका छन्, जसले गर्दा प्रशोधन गर्न सकिने CO2 को मात्रा बढ्छ। यदि सफल भएमा, यसले व्यावसायिक स्तरका प्लान्टहरूको लागि मार्ग प्रशस्त गर्नेछ।

मोड्युलर डिजाइनले प्रणालीलाई फोहोर पानी प्लान्टदेखि इन्सिनरेटरसम्म विभिन्न साइटहरूमा अनुकूलित गर्न अनुमति दिन्छ। यसको उद्देश्य २०२६ को गर्मीमा वाटरप्रूफ प्रक्रिया प्रदर्शन गर्नु हो, जसले जीवाश्म इन्धन-रहित उत्पादन श्रृंखला वास्तविक-विश्व परिस्थितिहरूमा सञ्चालन हुन सक्छ भनेर देखाउँछ।

यस्ता प्रणालीहरूलाई अन्ततः शहरी पूर्वाधारमा एकीकृत गर्न सकिन्छ, जसले शहरहरूलाई उत्सर्जनको स्रोतको सट्टा गोलाकार रासायनिक उत्पादनको केन्द्रमा परिणत गर्दछ।

फोहोरबाट बहुमूल्य सामग्रीहरू पुन: प्राप्ति गर्ने

भइरहेको कामको सम्भावना कार्बन पुन: प्रयोगभन्दा बाहिर जान्छ। अनुसन्धानकर्ताहरूले फोहोरको धाराबाट बहुमूल्य सामग्रीहरू पुन: प्राप्त गर्न कसरी फर्मिक एसिड प्रयोग गर्न सकिन्छ भनेर पनि खोजी गरिरहेका छन्।

यसलाई अन्य यौगिकहरूसँग मिलाएर, तिनीहरूले गहिरो युटेक्टिक सॉल्भेन्टहरू विकास गरिरहेका छन् - कम विषाक्तता भएका तरल पदार्थहरू जुन फोहोरमा धातुहरू घुलनशील र बाँध्न सक्षम छन् ताकि धातुहरू निकाल्न सकियोस्।

"

मानिसहरूलाई कम किन्न र बढी पुन: प्रयोग गर्न प्रोत्साहित गर्नु बाहेक हामीसँग CO2 उत्सर्जनलाई नियमन गर्ने कुनै उपाय छैन।

धेरै बहुमूल्य पदार्थहरू इन्सिनरेटर खरानी र फोहोर पानीको फोहोरमा समाप्त हुन्छन्, जसमा तामा, लिथियम, कोबाल्ट, र थोरै मात्रामा सुन पनि समावेश छ - यी सबै आधुनिक प्रविधिहरू र हरियो संक्रमणको लागि महत्त्वपूर्ण छन्।

HVC ले पहिले नै धातुहरू पुन: प्राप्ति गर्न यान्त्रिक प्रक्रियाहरू प्रयोग गर्दछ, सुन प्यानिङ जस्तै प्रक्रियामा भारी कणहरूलाई खरानीबाट अलग गर्दछ। तर यसले मिश्रित धातु स्ट्रिमहरू उत्पादन गर्दछ जुन कम मूल्यवान छन्। नयाँ विलायकहरूले अझ सटीक विभाजनलाई अनुमति दिन सक्छ।

"यी युटेक्टिक सॉल्भेन्टहरू विशिष्ट धातुहरूलाई लक्षित गर्न अनुकूलित गर्न सकिन्छ," बोर्नले भने। "यसको मतलब तपाईंले मिश्रणको सट्टा व्यक्तिगत सामग्रीहरू पुन: प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ, जसले तिनीहरूको मूल्य बढाउँछ।"

यद्यपि, आर्थिक वास्तविकताहरू अवरोध नै रहन्छन्। सुन एक मात्र पुन: प्राप्त धातु हो जसले उचित मूल्य कमान्ड गर्छ, बोर्नले व्याख्या गरे। दुर्लभ पृथ्वी सहित धेरै अन्यहरूको लागि, बजार मूल्य अझै पनि लागतलाई औचित्य दिन धेरै कम छ।

यसले नीति र प्राथमिकताहरूको बारेमा व्यापक प्रश्नहरू खडा गर्छ, विशेष गरी महत्वपूर्ण सामग्रीहरूको माग बढ्दै जाँदा: समाजहरू फोहोरबाट पुन: प्राप्तिमा कति अनुदान दिन इच्छुक छन्, र रणनीतिक मूल्यले विशुद्ध रूपमा बजार-संचालित निर्णयहरूमा जित्नु पर्छ कि पर्दैन।

लूप बन्द गर्दै

यस प्रकारको "फोहोरबाट स्रोत" सोचले युरोपभरि चर्चा पाइरहेको छ। २०२६ को लागि योजना बनाइएका नयाँ EU नियमहरूले पुनर्नवीनीकरण गरिएका सामग्रीहरूलाई अझ व्यापक रूपमा उपलब्ध गराउने र व्यापक रूपमा प्रयोग गर्ने लक्ष्य राखेका छन्।

यदि सफल भएमा, तिनीहरूले वाटरप्रूफ पछाडिका गोलाकार विचारहरूलाई दैनिक वास्तविकतामा परिणत गर्न मद्दत गर्न सक्छन्, जसले २०३० सम्ममा गोलाकार उत्पादनमा विश्वको नेतृत्व गर्ने युरोपको महत्वाकांक्षालाई समर्थन गर्दछ।

कार्बन क्याप्चर, रासायनिक उत्पादन, पानी प्रशोधन र सामग्री पुन: प्राप्तिलाई जोडेर, अनुसन्धानकर्ताहरूले त्यो दृष्टिकोणका धेरै तत्वहरूलाई एउटै प्रणालीमा एकसाथ ल्याउँदैछन्।

जोङ्गेरियसको लागि, यो अवधारणा व्यावहारिक र प्रतीकात्मक दुवै छ।

"यदि तपाईंले फोहोर पानीबाट CO2 लिनुभयो, यसलाई उत्पादनमा परिणत गर्नुभयो, र त्यसपछि त्यो उत्पादनलाई आफ्नो शौचालय सफा गर्न प्रयोग गर्नुभयो ताकि यो फोहोर पानी प्रणालीमा फिर्ता बग्छ भने, तपाईंले पूर्ण चक्र सिर्जना गर्नुहुन्छ," उनले भनिन्। "यो गोलाकार अर्थतन्त्रको अन्तिम उदाहरण हो।"

यस लेखमा गरिएको अनुसन्धान EU को होराइजन कार्यक्रम द्वारा वित्त पोषित गरिएको थियो। अन्तर्वार्ता लिइएकाहरूको विचारले युरोपेली आयोगको विचारलाई प्रतिबिम्बित गर्दैन। यदि तपाईंलाई यो लेख मन पर्यो भने, कृपया यसलाई सामाजिक सञ्जालमा साझा गर्ने विचार गर्नुहोस्।