ইয়েল ইউনিভার্সিটি এবং মিসৌরি বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীদের একটি নতুন গবেষণা দেখায় যে ম্যাঙ্গানিজ থেকে তৈরি অনুঘটক কার্যকরীভাবে কার্বন ডাই অক্সাইডকে ফর্মেটে রূপান্তর করতে পারে। ম্যাঙ্গানিজ ব্যাপকভাবে পাওয়া যায় এবং দামে কম, এটিকে ব্যয়বহুল ধাতুর একটি আকর্ষণীয় বিকল্প করে তোলে। ফর্মেটকে হাইড্রোজেন স্টোরেজের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল উপাদান হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যা পরবর্তী প্রজন্মের জ্বালানী কোষকে শক্তি দিতে সহায়তা করতে পারে।
এই গবেষণাটি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে কেম. প্রধান লেখক হলেন ইয়েল পোস্টডক্টরাল গবেষক জাস্টিন ওয়েডল এবং মিসৌরি বিশ্ববিদ্যালয়ের স্নাতক গবেষণা সহকারী কেইলার ভার্চু। সিনিয়র লেখকদের মধ্যে রয়েছে ইয়েলের অধ্যাপক নিলয় হাজারি এবং মিসৌরি বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক ওয়েসলি বার্নস্কোয়েটার।
কেন হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ গুরুত্বপূর্ণ?
হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি হাইড্রোজেন থেকে রাসায়নিক শক্তিকে বিদ্যুতে রূপান্তর করে কাজ করে, যেমন একটি ব্যাটারি কাজ করে। যদিও এই প্রযুক্তিটি পরিচ্ছন্ন শক্তির প্রতিশ্রুতি দেয়, তবে হাইড্রোজেনকে দক্ষতার সাথে উৎপাদন ও সংরক্ষণের অসুবিধা এবং খরচের কারণে এর বৃহৎ আকারে গ্রহণ সীমিত করা হয়েছে।
“কার্বন ডাই অক্সাইডের ব্যবহার এখন একটি অগ্রাধিকার কারণ আমরা জীবাশ্ম জ্বালানি থেকে প্রাপ্ত ফিডস্টকগুলিকে প্রতিস্থাপন করার জন্য পুনর্নবীকরণযোগ্য রাসায়নিক ফিডস্টকের সন্ধান করি,” বলেছেন হাজারি, রসায়নের অধ্যাপক এবং ইয়েলের আর্টস অ্যান্ড সায়েন্সেস (এফএএস) অনুষদে রসায়নের চেয়ার জন র্যান্ডলফ হাফম্যান৷
হাইড্রোজেন ক্যারিয়ার হিসাবে প্রস্তুত করুন
ফরমিক অ্যাসিড, ফরমেটের প্রোটোনেটেড ফর্ম, ইতিমধ্যে একটি শিল্প স্কেলে উত্পাদিত হয়। এটি সাধারণত প্রিজারভেটিভ, অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল এজেন্ট এবং চামড়ার ট্যানিং হিসাবে ব্যবহৃত হয়। অনেক বিজ্ঞানী এটিকে জ্বালানী কোষের জন্য হাইড্রোজেনের একটি ব্যবহারিক উত্স হিসাবেও দেখেন, যদি এটি একটি টেকসই এবং দক্ষ পদ্ধতিতে উত্পাদিত হতে পারে।
আজ, বেশিরভাগ শিল্প বিন্যাস উত্পাদন জীবাশ্ম জ্বালানির উপর নির্ভর করে, যা এর দীর্ঘমেয়াদী পরিবেশগত সুবিধা সীমিত করে। গবেষকরা বলছেন যে একটি পরিষ্কার বিকল্প হতে পারে সরাসরি বাতাসে কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে ফর্মেট তৈরি করা। এই পদ্ধতিটি গ্রীনহাউস গ্যাসের মাত্রা কমিয়ে দেবে এবং একটি দরকারী রাসায়নিক পণ্য তৈরি করবে।
অনুঘটক চ্যালেঞ্জ
কার্বন ডাই অক্সাইডকে ফর্মেটে রূপান্তর করতে একটি অনুঘটকের প্রয়োজন এবং এটি একটি বড় বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। এখন পর্যন্ত বিকশিত সবচেয়ে কার্যকর অনুঘটকগুলির মধ্যে অনেকগুলি মূল্যবান ধাতুগুলির উপর নির্ভর করে যা ব্যয়বহুল, বিরল এবং প্রায়শই বিষাক্ত। আরও প্রচুর ধাতুগুলি আরও দ্রুত ভেঙে যায়, রাসায়নিক বিক্রিয়া চালানোর ক্ষমতা হ্রাস করে।
কিভাবে ম্যাঙ্গানিজ প্রত্যাশা ছাড়িয়ে গেছে
এই সমস্যা মোকাবেলা করার জন্য, গবেষণা দল একটি নতুন কৌশল তৈরি করেছে। অনুঘটক কাঠামো পুনরায় ডিজাইন করে, তারা ম্যাঙ্গানিজ-ভিত্তিক অনুঘটকের কর্মজীবনকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসারিত করেছে। ফলস্বরূপ, এই অনুঘটকগুলি বেশিরভাগ মূল্যবান ধাতু বিকল্পগুলির চেয়ে ভাল পারফর্ম করেছে।
গবেষকদের মতে, লিগ্যান্ড ডিজাইনে একটি অতিরিক্ত দাতা পরমাণু যোগ করার মাধ্যমে প্রধান উন্নতি এসেছে (লিগ্যান্ডগুলি হল পরমাণু বা অণু যা ধাতব পরমাণুর সাথে আবদ্ধ হয় এবং প্রতিক্রিয়াশীলতাকে প্রভাবিত করে)। এই পরিবর্তন অনুঘটককে স্থিতিশীল করতে এবং এর কার্যকারিতা বজায় রাখতে সাহায্য করেছে।
“লিগ্যান্ড ডিজাইনটি এমন একটি অর্থপূর্ণ উপায়ে সফল হতে দেখে আমি উত্তেজিত,” ওয়েডল বলেছিলেন।
পরিষ্কার রসায়নের জন্য বিস্তৃত প্রভাব
দলটি বিশ্বাস করে যে এই পদ্ধতিটি কার্বন ডাই অক্সাইড রূপান্তরের বাইরেও প্রয়োগ করা যেতে পারে। অনুরূপ নকশা নীতিগুলি অন্যান্য রাসায়নিক বিক্রিয়ায় ব্যবহৃত অনুঘটকগুলির উন্নতি করতে পারে, সম্ভাব্যভাবে কাজের প্রভাবকে বাড়িয়ে তুলতে পারে।
ইয়েল গবেষক ব্র্যান্ডন মেকাডো এবং নিকোল পেকোটও গবেষণায় অবদান রেখেছিলেন। গবেষণার জন্য অর্থায়ন ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি অফিস অফ সায়েন্স দ্বারা সরবরাহ করা হয়েছিল।
