हरियो ऊर्जा र पानी संकटलाई सम्बोधन गर्ने दिशामा भारतको ठूलो फड्को। भारतको प्रविधिले दुवै मोर्चामा विजय हासिल गर्छ: हाइड्रोजन र पानी। यसको अनुसन्धान । भारतीय प्रविधि संस्थान गुवाहाटी (आइआइटी गुवाहाटी) का वैज्ञानिकहरूले एक उन्नत सामग्री विकास गरेका छन्। जसले एकै साथ हरियो हाइड्रोजन उत्पादन गर्न र समुद्री पानीलाई पिउन योग्य बनाउन सक्छ। यो खोजले स्वच्छ ऊर्जा र सुरक्षित पिउने पानी दुवैको विश्वव्यापी चुनौतीहरूको समाधान प्रदान गर्दछ।
यो अनुसन्धान प्रतिष्ठित जर्नल एडभान्स्ड फंक्शनल मटेरियल्समा प्रकाशित भएको छ। यो अध्ययन प्रोफेसर पी.के. गिरी र उनको टोली, कौशिक घोष र संजय सुर रोयको नेतृत्वमा गरिएको थियो।
कम-ऊर्जा हाइड्रोजन उत्पादन
यस नयाँ सामग्रीको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण विशेषता यो हो कि यसले पानीको इलेक्ट्रोलिसिस मार्फत धेरै कम ऊर्जा दरमा हाइड्रोजन उत्पादन गर्न सक्छ। पानी विभाजन गर्न सामान्यतया १.२३ भोल्ट ऊर्जा चाहिन्छ, यो सामग्री हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रियामा केवल १२ मिलिभोल्ट ओभरपोटेन्सियलमा काम गर्दछ। यो प्रदर्शन व्यावसायिक प्लेटिनम-कार्बन इलेक्ट्रोडको भन्दा उच्च पाइएको थियो। हाइड्रोजनलाई सफा इन्धन मानिन्छ किनभने यसले केवल पानी उत्पादन गर्छ र कार्बन डाइअक्साइड (CO₂) उत्सर्जन गर्दैन।
सूर्यको प्रकाशमा पकाएको नुनिलो पानीको समाधान
समुद्री पानीलाई पिउन योग्य बनाउन यस सामग्रीको अर्को प्रयोग पत्ता लागेको छ। वैज्ञानिकहरूले यसलाई सौर्य ऊर्जाबाट चल्ने डिसेलिनेशन प्रक्रियामा प्रयोग गरे। यो परम्परागत विधिहरू भन्दा बढी किफायती छ। यस प्रविधिमा, सामग्रीलाई विशेष 3-D संरचना – जानुस बाष्पीकरणकर्तामा इम्बेड गरिएको थियो। यो पानीको सतहमा तैरन्छ र माथिल्लो तहलाई मात्र तताउँछ, ऊर्जा बचत गर्छ।
प्रयोगहरूमा, प्रणालीले प्रति वर्ग मिटर प्रति घण्टा लगभग 3.2 किलोग्रामको वाष्पीकरण दर हासिल गर्यो। यसले नुन जम्मा नगरी लगातार पाँच दिनसम्म नुनिलो पानीमा प्रभावकारी रूपमा काम गर्यो। परिणामस्वरूप प्राप्त पानी पिउन योग्य पाइयो, अन्तर्राष्ट्रिय गुणस्तर मापदण्डहरू पूरा गर्दै।
MXene: ‘आश्चर्य सामग्री’ को नयाँ सम्भावना
यो नवप्रवर्तन MXene भनिने दुई-आयामी (2D) सामग्रीमा आधारित छ, जुन यसको उच्च विद्युतीय चालकताको लागि परिचित छ। यद्यपि, परम्परागत MXene मा सीमित सक्रिय सतह क्षेत्र छ, जसले यसको दक्षतालाई असर गर्छ। यसलाई पार गर्न, वैज्ञानिकहरूले यसलाई अति-पातलो, रिबन जस्तो संरचनामा परिमार्जन गरे र रुथेनियम परमाणुहरू थपे। यसले चार्ज ट्रान्सपोर्टमा सुधार ल्यायो र सक्रिय सतह क्षेत्रफल बढायो, जसले गर्दा यसको उत्प्रेरक दक्षतामा उल्लेखनीय सुधार भयो।
स्थिरता र व्यावसायिक क्षमता
अध्ययनले पत्ता लगायो कि यो सामग्री लामो समयसम्म स्थिर रहन्छ र सूर्यको प्रकाशमा राम्रो प्रदर्शन गर्दछ। यसको फोटोथर्मल गुणहरूले यसलाई अझ प्रभावकारी बनाउँछ। प्रो. पी.के. गिरीका अनुसार, यो प्रविधि स्वच्छ हाइड्रोजन उत्पादनको लागि मात्र नभई सुरक्षित पिउने पानी प्रदान गर्न पनि व्यावसायिक रूपमा उपयोगी साबित हुन सक्छ।
दोहोरो चुनौतीको समाधान
यो अनुसन्धान त्यस्तो समयमा आएको हो जब जीवाश्म इन्धनले वातावरणलाई हानि पुर्याइरहेको छ, जबकि सुरक्षित पिउने पानीको अभाव एक प्रमुख समस्या बनेको छ। IIT गुवाहाटीको यो दोहोरो-प्रयोग प्रणालीले भविष्यमा यातायात, उद्योग र ऊर्जा भण्डारणको लागि स्वच्छ ऊर्जा प्रदान गर्न प्रमुख भूमिका खेल्न सक्छ, साथै पानी संकटलाई पनि सम्बोधन गर्न सक्छ।
