புதிய முறை மீத்தேன் வாயுவை திரவ மெத்தனாலாக மாற்றுகிறது.
ஃபோட்டோ-ஆக்சிடேஷன் எனப்படும் செயல்பாட்டில் செம்பு போன்ற ஒளி மற்றும் சிதறிய மாறுதல் உலோகங்களைப் பயன்படுத்தி மீத்தேன் மெத்தனாலாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு வெற்றிகரமாக மாற்றியுள்ளது. இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வின்படி, சுற்றுப்புற வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் (முறையே 25 °C மற்றும் 1 பட்டியில்) மீத்தேன் வாயுவை திரவ எரிபொருளாக மாற்றுவதற்கு இந்த வினை மிகச் சிறந்ததாகும். வேதியியல் தொடர்புகள்.
அழுத்த அலகு என்ற சொல் கிரேக்க வார்த்தையிலிருந்து வந்தது, அதாவது எடை (பரோஸ்). ஒரு பட்டை 100,000 பாஸ்கல்களுக்கு (100 kPa), கடல் மட்டத்தில் (101,325 Pa) நிலையான வளிமண்டல அழுத்தத்திற்கு அருகில் உள்ளது.
ஆய்வின் கண்டுபிடிப்புகள் பெட்ரோல் மற்றும் டீசலுக்கு மாற்று எரிபொருளை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஆற்றல் ஆதாரமாக இயற்கை எரிவாயுவை அணுகுவதற்கான ஒரு முக்கியமான படியாகும். இயற்கை வாயு ஒரு புதைபடிவ எரிபொருளாக இருந்தாலும், மெத்தனாலாக மாற்றுவது அதே வகையிலான மற்ற திரவ எரிபொருட்களை விட குறைவான கார்பன் டை ஆக்சைடை (CO2) உற்பத்தி செய்கிறது.
சுற்றுப்புற வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்த நிலைமைகளின் கீழ் இந்த மாற்றம் நடந்தது, இது மீத்தேன், ஒரு ஆற்றல்மிக்க பசுமை இல்ல வாயுவை எரிபொருளை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்த முடியும். கடன்: UFSCAR
பயோடீசல் உற்பத்தியிலும், பிரேசிலில் உள்ள இரசாயனத் தொழிலிலும் மெத்தனால் இன்றியமையாதது, அங்கு அது பல்வேறு தயாரிப்புகளை ஒருங்கிணைக்கப் பயன்படுகிறது.
மேலும், வளிமண்டலத்திலிருந்து மீத்தேன் சேகரிப்பு காலநிலை மாற்றத்தின் எதிர்மறையான விளைவுகளைத் தணிக்க மிகவும் முக்கியமானது, எடுத்துக்காட்டாக, CO25 ஆக புவி வெப்பமடைதலுக்கு வாயு பங்களிக்கும் திறனை விட 2 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது.
"கிரகத்தின் மீத்தேன் இருப்புக்களின் அளவு பற்றி விஞ்ஞான சமூகத்தில் ஒரு பெரிய விவாதம் உள்ளது. சில மதிப்பீடுகளின்படி, அவை மற்ற அனைத்து புதைபடிவ எரிபொருட்களின் ஆற்றல் திறனை விட இருமடங்காக இருக்கலாம். புதுப்பிக்கத்தக்க பொருட்களுக்கான மாற்றத்தில், ஒரு கட்டத்தில் இந்த மீத்தேன் அனைத்தையும் நாம் தட்ட வேண்டும்,” என்று கட்டுரையின் முதல் ஆசிரியரான மார்கோஸ் டா சில்வா Agência FAPESP இடம் கூறினார். சில்வா ஒரு Ph.D. சாவோ கார்லோஸ் (UFSCar) ஃபெடரல் பல்கலைக்கழகத்தின் இயற்பியல் துறையில் வேட்பாளர்.
இந்த ஆய்வுக்கு FAPESP, உயர் ஆராய்ச்சி கவுன்சில் (CAPES, கல்வி அமைச்சகத்தின் ஒரு நிறுவனம்) மற்றும் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டுக்கான தேசிய கவுன்சில் (CNPq, அறிவியல், தொழில்நுட்பம் மற்றும் புத்தாக்க அமைச்சகத்தின் ஒரு பிரிவான) ஆதரவு அளித்தன.
UFSCar இன் பேராசிரியரும், சில்வாவின் ஆய்வு ஆலோசகரும், கட்டுரையின் கடைசி ஆசிரியருமான Ivo Freitas Teixeira கருத்துப்படி, ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட ஒளிச்சேர்க்கை ஒரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பு ஆகும். "ஒரே கட்டத்தில் மீத்தேன் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் எங்கள் குழு குறிப்பிடத்தக்க அளவில் புதுமைகளை உருவாக்கியது," என்று அவர் கூறினார். "வேதியியல் துறையில், இந்த மாற்றம் ஹைட்ரஜன் மற்றும் CO2 உற்பத்தி மூலம் குறைந்தது இரண்டு நிலைகளில் மற்றும் மிக அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்த நிலைமைகளின் கீழ் நிகழ்கிறது. மிதமான சூழ்நிலையில் மெத்தனாலைப் பெறுவதில் எங்களின் வெற்றி, அதே நேரத்தில் குறைந்த ஆற்றலைச் செலவழிப்பதும் ஒரு பெரிய படியாகும்.
டீக்ஸீராவின் கூற்றுப்படி, இந்த மாற்ற செயல்முறைக்கு சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கான எதிர்கால ஆராய்ச்சிக்கு முடிவுகள் வழி வகுத்து, அதன் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தை இன்னும் குறைக்கும்.
ஒளிச்சேர்க்கையாளர்கள்
ஆய்வகத்தில், விஞ்ஞானிகள் கிரிஸ்டலின் கார்பன் நைட்ரைடை பாலிஹெப்டசைன் இமைடு (PHI) வடிவில் ஒருங்கிணைத்தனர், மந்தமற்ற அல்லது பூமி-ஏராளமான மாற்ற உலோகங்களைப் பயன்படுத்தி, குறிப்பாக தாமிரம், செயலில் காணக்கூடிய-ஒளி ஒளிச்சேர்க்கைகளை உருவாக்குகிறது.
பின்னர் அவர்கள் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடுடன் மீத்தேன் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகளில் ஒளி வினையூக்கிகளை ஒரு துவக்கியாகப் பயன்படுத்தினர். காப்பர்-PHI வினையூக்கியானது அதிக அளவு ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட திரவப் பொருட்களை உருவாக்கியது, குறிப்பாக மெத்தனால் (ஒரு கிராம் பொருளுக்கு 2,900 மைக்ரோமோல்கள் அல்லது நான்கு மணி நேரத்தில் µmol.g-1).
"வேதியியல் எதிர்வினைக்கு அவசியமான சிறந்த வினையூக்கி மற்றும் பிற நிலைமைகளை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம், அதாவது அதிக அளவு தண்ணீரைப் பயன்படுத்துவது மற்றும் ஒரு சிறிய அளவு ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு மட்டுமே, இது ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராகும்" என்று டீக்ஸீரா கூறினார். "அடுத்த படிகளில் பொருளில் செயலில் உள்ள செப்பு தளங்கள் மற்றும் எதிர்வினையில் அவற்றின் பங்கு பற்றி மேலும் புரிந்துகொள்வது அடங்கும். வினையிலேயே ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை உற்பத்தி செய்ய ஆக்ஸிஜனை நேரடியாகப் பயன்படுத்தவும் திட்டமிட்டுள்ளோம். வெற்றியடைந்தால், இந்த செயல்முறையை இன்னும் பாதுகாப்பானதாகவும், பொருளாதார ரீதியில் லாபகரமானதாகவும் மாற்ற வேண்டும்.
மற்றொரு புள்ளி குழு செம்பு தொடர்பான விசாரணையை தொடரும். "நாங்கள் சிதறடிக்கப்பட்ட தாமிரத்துடன் வேலை செய்கிறோம். நாங்கள் கட்டுரையை எழுதியபோது, நாங்கள் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அணுக்களுடன் அல்லது கிளஸ்டர்களைக் கையாள்கிறோமா என்பது எங்களுக்குத் தெரியாது. அவை கொத்துகள் என்று இப்போது எங்களுக்குத் தெரியும்,” என்று அவர் விளக்கினார்.
ஆய்வில், விஞ்ஞானிகள் தூய மீத்தேனைப் பயன்படுத்தினர், ஆனால் எதிர்காலத்தில், அவர்கள் உயிர்ப்பொருள் போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க பொருட்களிலிருந்து வாயுவைப் பிரித்தெடுப்பார்கள்.
ஐக்கிய நாடுகள் சபையின் கூற்றுப்படி, தொழில்துறைக்கு முந்தைய காலத்திலிருந்து மீத்தேன் இதுவரை 30% புவி வெப்பமடைதலை ஏற்படுத்தியுள்ளது. 45 ஆம் ஆண்டளவில் 0.3 டிகிரி செல்சியஸ் அதிகரிப்பதைத் தவிர்த்து, மனித நடவடிக்கைகளில் இருந்து மீத்தேன் வெளியேற்றம் அடுத்த தசாப்தத்தில் 2045% வரை குறைக்கப்படலாம்.
ஃபோட்டோகேடலிஸ்ட்டைப் பயன்படுத்தி மீத்தேன் திரவ எரிபொருளாக மாற்றும் உத்தி புதியது மற்றும் வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கவில்லை, ஆனால் அதன் சாத்தியக்கூறுகள் மிக முக்கியமானவை. "நாங்கள் நான்கு ஆண்டுகளுக்கு முன்பு எங்கள் ஆராய்ச்சியைத் தொடங்கினோம். 2017 இல் பேராசிரியர் ஹட்ச்சிங்ஸ் மற்றும் அவரது குழுவின் முடிவுகளை விட நாங்கள் இப்போது மிகச் சிறந்த முடிவுகளைப் பெற்றுள்ளோம், இது எங்கள் சொந்த ஆராய்ச்சிக்கு ஊக்கமளித்தது, ”என்று டீக்சீரா பத்திரிகையில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வைக் குறிப்பிடுகிறார். அறிவியல் யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸ் மற்றும் யுனைடெட் கிங்டமில் உள்ள பல்கலைக்கழகங்களுடன் இணைந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் பேராசிரியர் கிரஹாம் ஹட்சிங்ஸ் தலைமையில் கார்டிஃப் பல்கலைக்கழகம் வேல்ஸில்.
குறிப்புகள்:
மார்கோஸ் ஏஆர் டா சில்வா, ஜெசிகா சி. கில், நடேஸ்டா வி. தாரகினா, ஜெல்சன் டிஎஸ்டி சில்வா, ஜோஸ், பிஜி ஃபில்ஹோ, ஜோஸ், பிஜி ஃபில்கோ Caue Ribeiro மற்றும் Ivo F. Teixeira, 31 மே 2022, வேதியியல் தொடர்புகள்.
DOI: 10.1039/D2CC01757A
"நீர்நிலை Au-Pd கூழ்மங்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட CH ஐ ஊக்குவிக்கின்றன4 CH க்கு ஆக்சிஜனேற்றம்3ஓ உடன் ஓ2 லேசான சூழ்நிலையில்” நிஷ்தா அகர்வால், சைமன் ஜே. ஃப்ரீக்லி, ரெபேக்கா யு. மெக்விக்கர், சுல்தான் எம். அல்தாபன், நிகோலாஸ் டிமிட்ராடோஸ், கியான் ஹெ, டேவிட் ஜே. மோர்கன், ராபர்ட் எல். ஜென்கின்ஸ், டேவிட் ஜே. வில்லோக், ஸ்டூவர்ட் எச். டெய்லர், கிறிஸ்டோபர் ஜே. கீலி மற்றும் கிரஹாம் ஜே. ஹட்சிங்ஸ், 7 செப்டம்பர் 2017, அறிவியல்.
DOI: 10.1126/science.aan6515
