साफ़ हाइड्रोजन के लिए सूरज की रोशनी का इस्तेमाल: खोखले फोटोकैटलिस्ट की उम्मीदें

नित्य संदेश ब्यूरो

मेरठ। जैसे-जैसे दुनिया कार्बन न्यूट्रैलिटी की ओर बढ़ रही है, हाइड्रोजन एक साफ़ और टिकाऊ ऊर्जा स्रोत के तौर पर ध्यान खींच रहा है, जो कई क्षेत्रों में फॉसिल फ्यूल की जगह ले सकता है। हालाँकि, पर्यावरण के अनुकूल तरीके से हाइड्रोजन बनाना एक बड़ी चुनौती बनी हुई है। हमारी हालिया स्टडी एडवांस्ड खोखले-स्ट्रक्चर वाले फोटोकैटलिस्ट की क्षमता को उजागर करती है, जो सूरज की रोशनी और पानी को सीधे हाइड्रोजन फ्यूल में बदल सकते हैं। इन अनोखे नैनोमटेरियल्स में छोटी खोखली जगहें होती हैं जो रोशनी को सोखने की क्षमता को बेहतर बनाती हैं, चार्ज के ट्रांसपोर्ट को तेज़ करती हैं और केमिकल रिएक्शन के लिए बहुत सारी एक्टिव साइट्स देती हैं। जब इन्हें नए Z-स्कीम और S-स्कीम हेटरोजंक्शन डिज़ाइन के साथ मिलाया जाता है, तो ये स्ट्रक्चर मज़बूत रेडॉक्स क्षमता बनाए रखते हुए फोटो-जनरेटेड चार्ज को कुशलतापूर्वक अलग करने में मदद करते हैं, जिससे हाइड्रोजन उत्पादन की क्षमता काफी बढ़ जाती है। यह स्टडी आगे नई डिज़ाइन रणनीतियों, एडवांस्ड कैरेक्टराइज़ेशन तकनीकों और अत्यधिक कुशल और बड़े पैमाने पर लागू होने वाली सोलर-टू-हाइड्रोजन तकनीकों को विकसित करने की भविष्य की दिशाओं पर चर्चा करती है। स्मार्ट मटीरियल इंजीनियरिंग को रिन्यूएबल एनर्जी कन्वर्ज़न के साथ जोड़कर, खोखले हेटरोस्ट्रक्चर्ड फोटोकैटलिस्ट टिकाऊ हाइड्रोजन उत्पादन और साफ़ ऊर्जा भविष्य की ओर एक आशाजनक रास्ता दिखाते हैं।

प्रकाश का बेहतर उपयोग, उत्पादन में होगी कई गुना वृद्धि

प्रोफेसर संजीव कुमार शर्मा के अनुसार खोखली संरचना के कारण सूर्य की किरणें कणों के भीतर बार-बार परावर्तित होती हैं, जिससे प्रकाश ऊर्जा का अधिकतम उपयोग संभव होता है। वहीं, पतली बाहरी परत इलेक्ट्रानों को प्रतिक्रिया सतह तक तेजी से पहुंचने में मदद करती है, जिससे उनकी ऊर्जा का प्रभावी उपयोग हो पाता है। शोधकर्ताओं ने इन संरचनाओं को जेड-स्कीम और एस-स्कीम हेटरोजंक्शन तकनीक के साथ संयोजित किया। इससे एक शक्तिशाली विद्युत क्षेत्र निर्मित होता है, जो कम ऊर्जा वाले कणों को हटाकर उच्च ऊर्जा वाले इलेक्ट्रानों को संरक्षित रखता है। परिणामस्वरूप हाइड्रोजन उत्पादन की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।अध्ययन में मिला कि कुछ हालो फोटोकैटेलिस्ट्स ने पारंपरिक ठोस उत्प्रेरकों की तुलना में 48 से 54 गुना अधिक गति से हाइड्रोजन का उत्पादन किया। ये उत्प्रेरक समुद्री जल जैसी चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में भी स्थिर और प्रभावी ढंग से कार्य करने में सक्षम हैं।

स्वच्छ ऊर्जा से पर्यावरण संरक्षण तक होगा

शोधार्थी आंशिक गुप्ता के अनुसार इस तकनीक से उत्पादित ग्रीन हाइड्रोजन पूरी तरह स्वच्छ ईंधन है। इसके उपयोग से कार्बन उत्सर्जन लगभग शून्य हो सकता है, क्योंकि इसके दहन से केवल पानी उत्पन्न होता है।भविष्य में इसका उपयोग हाइड्रोजन आधारित विद्युत संयंत्रों, ईंधन सेल वाहनों और अंतरिक्ष ईंधन के रूप में किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त यह तकनीक वायु और जल शुद्धिकरण, प्लास्टिक अपशिष्ट के अपघटन और वातावरण में मौजूद कार्बन डाइआक्साइड की मात्रा कम करने में भी उपयोगी सिद्ध हो सकती है।

प्रो. संजीव कुमार शर्मा का कहना है कि यदि इस तकनीक को व्यावसायिक स्तर पर विकसित किया गया तो यह ऊर्जा संकट और जलवायु परिवर्तन जैसी वैश्विक चुनौतियों के समाधान में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है।