කේම්බ්‍රිජ් විද්‍යාඥයන් සූර්ය බලයෙන් ද්‍රව ඉන්ධන නිපදවයි.| Fuel from sunshine: Cambridge scientists make liquid fuels from solar power

0
කේම්බ්‍රිජ් විශ්ව විද්‍යාලයේ විද්‍යාඥයින් කණ්ඩායමක් විසින් සූර්ය බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන තාක්‍ෂණයක් නිපදවා ඇති අතර එමඟින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය ද්‍රව ඉන්ධන බවට පරිවර්තනය කළ හැකි අතර එය අභ්‍යන්තර දහන වාහනවලට පහත වැටීමේ ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කළ හැකිය.

ප්‍රභාසංශ්ලේෂණ ක්‍රියාවලිය අනුකරණය කරන තාක්‍ෂණයට, සූර්යාලෝකය පමණක් බලශක්ති ප්‍රභවයක් ලෙස යොදා ගනිමින් තනි පියවරකදී බහු කාබන් මධ්‍යසාර දෙකක් - එතනෝල් සහ ප්‍රොපනෝල් - නිපදවිය හැක.

එතනෝල් සහ ප්‍රොපනෝල් යනු අධික ශක්ති ඝනත්ව ඉන්ධන වන අතර ඒවා පහසුවෙන් ගබඩා කර ප්‍රවාහනය කළ හැකිය. ෆොසිල ඉන්ධන මෙන් නොව, ඒවා ශුද්ධ ශුන්‍ය කාබන් විමෝචනය නිපදවන අතර සම්පූර්ණයෙන්ම පුනර්ජනනීය වේ. බොහෝ ජෛව එතනෝල් මෙන් නොව, ඔවුන් කිසිදු කෘෂිකාර්මික ඉඩමක් ආහාර නිෂ්පාදනයෙන් ඉවතට හරවන්නේ නැත.

පර්යේෂකයන් පවසන්නේ ඔවුන් “artificial leaf” ලෙස හඳුන්වන ඔවුන්ගේ තාක්ෂණය ෆොසිල ඉන්ධන මත පදනම් වූ ආර්ථිකයකින් ඉවත් වීමේ වැදගත් පියවරක් බවයි. එහි ප්‍රතිඵල Nature Energy සඟරාවේ වාර්තා කර ඇත.

"එතනෝල් වැනි ජෛව ඉන්ධන ආන්දෝලනාත්මක තාක්‍ෂණයකි, ඒ වෙනුවට ආහාර වගා කිරීමට භාවිතා කළ හැකි කෘෂිකාර්මික ඉඩම් අත්පත් කර ගැනීම නිසා නොවේ" යැයි පර්යේෂණයට නායකත්වය දුන් මහාචාර්ය අර්වින් රයිස්නර් පැවසීය. රයිස්නර් කේම්බ්‍රිජ් හි යූසුෆ් හමීඩ් රසායන විද්‍යා දෙපාර්තමේන්තුවේ මහාචාර්යවරයෙකි.

වසර ගණනාවක් පුරා, Reisner ගේ පර්යේෂණ කණ්ඩායම, ප්‍රභාසංස්ලේෂණය මගින් ආනුභාව ලත් තිරසාර, ශුන්‍ය කාබන් ඉන්ධන - ශාක සූර්යාලෝකය ආහාර බවට පරිවර්තනය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය - කෘතිම කොළ භාවිතා කරමින් සංවර්ධනය කරමින් සිටී. ඉන්ධන, ඖෂධ, ප්ලාස්ටික් සහ පොහොර නිෂ්පාදනය සඳහා යොදා ගන්නා හයිඩ්‍රජන් සහ කාබන් මොනොක්සයිඩ් මිශ්‍රණයක් වන සින්ගස් වැනි සරල රසායනික ද්‍රව්‍ය සෑදීමට මෙම කෘත්‍රිම පත්‍රවලට අද දක්වා හැකි වී තිබේ.

නමුත් තාක්‍ෂණය වඩාත් ප්‍රායෝගික කිරීමට නම්, සූර්ය බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන එක් පියවරකින් සෘජුවම වඩාත් සංකීර්ණ රසායනික ද්‍රව්‍ය නිපදවීමට එයට හැකි විය යුතුය.

දැන්, කෘත්‍රිම පත්‍රයට සින්ගස් නිපදවීමේ අතරමැදි පියවරක් අවශ්‍ය නොවී සෘජුවම පිරිසිදු එතනෝල් සහ ප්‍රොපනෝල් නිපදවිය හැක.

පර්යේෂකයන් විසින් තඹ සහ පැලේඩියම් මත පදනම් වූ උත්ප්‍රේරකයක් නිපදවන ලද අතර එමඟින් කෘතිම පත්‍රයට වඩාත් සංකීර්ණ රසායනික ද්‍රව්‍ය නිපදවීමට හැකි විය, විශේෂයෙන් බහු කාබන් ඇල්කොහොල් එතනෝල් සහ එන්-ප්‍රොපනෝල්. ඇල්කොහොල් දෙකම පහසුවෙන් ප්‍රවාහනය කර ගබඩා කළ හැකි අධි ශක්ති ඝනත්ව ඉන්ධන වේ.

වෙනත් විද්‍යාඥයන් විදුලි බලය යොදාගෙන සමාන රසායනික ද්‍රව්‍ය නිපදවීමට සමත් වී ඇතත්, සූර්යයාගේ ශක්තිය පමණක් යොදා ගනිමින් කෘත්‍රිම පත්‍රයකින් මෙතරම් සංකීර්ණ රසායනික ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය කළ පළමු අවස්ථාව මෙයයි.

එම දෙපාර්තමේන්තුවේම පර්යේෂණ සහකරු සහ පත්‍රිකාවේ පළමු කතුවරයා වන මෝටියාර් රහමන් පැවසුවේ, හුදකලා කෘතිම පත්‍රයක් භාවිතයෙන් සූර්යාලෝකයෙන් ධාවනය වන බහු කාබන් මධ්‍යසාර උත්පාදනය පෙන්වන පළමු සංකල්පීය අධ්‍යයනය මෙය බවයි.

“මෙම අදියරේදී අපි මයික්‍රොමෝල්වල ඇල්කොහොල් සාදමු. අපි වැඩ කරමින් සිටින එහි කාර්යක්ෂමතාවය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා උපාංගයේ තවදුරටත් ප්රශස්තකරණයන් අවශ්ය වේ. ඉන් පසුව, එවැනි ඉන්ධන මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කළ හැකිය," ඔහු පැවසීය.

පර්යේෂකයන් බලාපොරොත්තු වන්නේ සූර්ය ඉන්ධනවල විභවයන් ගවේෂණය කිරීමට සහ පිරිසිදු හා හරිත අනාගතයකට දායක වීමට ඔවුන්ගේ තාක්ෂණය වැඩි පිරිසකට පොළඹවනු ඇති බවයි.

A team of scientists from the University of Cambridge has developed a solar-powered technology that can convert carbon dioxide and water into liquid fuels that can be used by internal combustion vehicles as drop-in fuel.

The technology, which mimics the process of photosynthesis, can produce two multicarbon alcohols – ethanol and propanol – in a single step, using only sunlight as the energy source.

Ethanol and propanol are high energy density fuels that can be easily stored and transported. Unlike fossil fuels, they produce net zero carbon emissions and are completely renewable. And unlike most bioethanol, they do not divert any agricultural land away from food production.

The researchers say their technology, which they call an “artificial leaf”, is an important step in the transition away from a fossil fuel-based economy. The results are reported in the journal Nature Energy.

“Biofuels like ethanol are a controversial technology, not least because they take up agricultural land that could be used to grow food instead,” said Professor Erwin Reisner, who led the research. Reisner is a professor at the Yusuf Hamied Department of Chemistry at Cambridge.

For several years, Reisner’s research group has been developing sustainable, zero-carbon fuels inspired by photosynthesis – the process by which plants convert sunlight into food – using artificial leaves. To date, these artificial leaves have only been able to make simple chemicals, such as syngas, a mixture of hydrogen and carbon monoxide that is used to produce fuels, pharmaceuticals, plastics and fertilisers.

But to make the technology more practical, it would need to be able to produce more complex chemicals directly in a single solar-powered step.

Now, the artificial leaf can directly produce clean ethanol and propanol without the need for the intermediary step of producing syngas.

The researchers developed a copper and palladium-based catalyst that enabled the artificial leaf to produce more complex chemicals, specifically the multicarbon alcohols ethanol and n-propanol. Both alcohols are high energy density fuels that can be easily transported and stored.

Other scientists have been able to produce similar chemicals using electrical power, but this is the first time that such complex chemicals have been produced with an artificial leaf using only the energy from the Sun.

Motiar Rahaman, a research associate at the same department and the first author of the paper, said that this is the first proof-of-concept study where they are showing sunlight-driven multicarbon alcohol generation using a standalone artificial leaf.

“At this stage, we are forming alcohols in micromoles. Further optimizations of the device are required to improve its efficiency, which we are working on. After that, it can be used for large-scale production of such fuels,” he said.

The researchers hope that their technology will inspire more people to explore the potential of solar fuels and contribute to a cleaner and greener future.

Tags

Post a Comment

0 Comments
* Please Don't Spam Here. All the Comments are Reviewed by Admin.
Post a Comment (0)

buttons=(Accept !) days=(20)

Our website uses cookies to enhance your experience. Learn More
Accept !
To Top