یو ایس انفراسٹرکچر انویسٹمنٹ ایکٹ کے “کلین ہائیڈروجن روڈ میپ” سمیت کلین انرجی کے منصوبے ہائیڈروجن کو مستقبل کے ایندھن کے طور پر شمار کر رہے ہیں۔ لیکن موجودہ ہائیڈروجن علیحدگی کی ٹیکنالوجی اب بھی کارکردگی اور پائیداری کے اہداف سے کم ہے۔ ایسے مواد کو تیار کرنے کی جاری کوششوں کے ایک حصے کے طور پر جو متبادل توانائی کے ذرائع کو قابل بنا سکے، ڈریکسل یونیورسٹی کے کالج آف انجینئرنگ کے محققین نے ایک ٹائٹینیم آکسائیڈ نانوفیلیمنٹ مواد تیار کیا ہے جو ایندھن کے ذریعہ کے طور پر ہر جگہ موجود مالیکیول کی صلاحیت کو کھولنے کے لیے سورج کی روشنی کو استعمال کر سکتا ہے۔

دریافت موجودہ طریقوں کا متبادل پیش کرتی ہے جو گرین ہاؤس گیس پیدا کرتے ہیں اور بہت زیادہ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ Photocatalysis، ایک ایسا عمل جو صرف سورج کی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے پانی سے ہائیڈروجن کو الگ کر سکتا ہے، کئی دہائیوں سے دریافت کیا جا رہا ہے، لیکن اس پر زیادہ غور کیا جا رہا ہے کیونکہ اس عمل کو فعال کرنے والے اتپریرک مواد صرف ایک یا دو دن تک زندہ رہ سکتے ہیں، جو اس کے طویل عرصے تک محدود رہ سکتا ہے۔ مدتی کارکردگی اور، نتیجے کے طور پر، اس کی تجارتی عملداری۔

ڈریکسل کے گروپ نے، کالج آف انجینئرنگ کے محققین مشیل بارسوم، پی ایچ ڈی، اور حسین او بدر، پی ایچ ڈی کی قیادت میں، بخارسٹ، رومانیہ میں نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف میٹریلز فزکس کے سائنسدانوں کے ساتھ مل کر، حال ہی میں فوٹوکاٹیلیٹک ٹائٹینیم آکسائیڈ کی دریافت کی اطلاع دی۔ جہتی نینوفیلمنٹ مواد جو ایک وقت میں مہینوں تک سورج کی روشنی کو پانی سے ہائیڈروجن اکٹھا کرنے میں مدد کر سکتا ہے۔ ان کا مضمون “فوٹو اسٹیبل، 1D-nanofilaments TiO2-based lepidocrocite for photocatalytic hydrogen production in water-methanol مرکب،” جرنل میں شائع ہوا معاملہ، مصنفین کے مطابق، ہائیڈروجن ایندھن بنانے کے لیے ایک پائیدار اور سستی راستہ پیش کرتا ہے۔

حسین نے کہا، “ہمارے ٹائٹینیم آکسائیڈ ایک جہتی نینو فیلیمینٹس فوٹوکاٹیلیسٹ نے ایسی سرگرمی دکھائی جو کہ اس کے تجارتی ٹائٹینیم آکسائیڈ ہم منصب کے مقابلے میں — طول و عرض کے لحاظ سے — کافی زیادہ ہے۔” “مزید برآں، ہمارا فوٹوکاٹیلیسٹ 6 ماہ تک پانی میں مستحکم پایا گیا – یہ نتائج فوٹو کیٹیلیسٹ کی ایک نئی نسل کی نمائندگی کرتے ہیں جو آخر کار لیب سے مارکیٹ تک نینو میٹریلز کی طویل انتظار کی منتقلی کا آغاز کر سکتے ہیں۔”

بارسوم کے گروپ نے ہائیڈرو آکسائیڈز سے ماخوذ نانو اسٹرکچرز (HDNs) دریافت کیے — ٹائٹینیم آکسائیڈ نانو میٹریلز کا خاندان، جس سے فوٹوکاٹیلیٹک مواد تعلق رکھتا ہے — دو سال پہلے، کیونکہ یہ MXene مواد بنانے کے لیے ایک نئے عمل پر کام کر رہا تھا، جس کے لیے Drexel محققین تلاش کر رہے ہیں۔ ایپلی کیشنز کی ایک بڑی تعداد. معیاری، کاسٹک ہائیڈرو فلورک ایسڈ کا استعمال کرنے کے بجائے پرتوں والے دو جہتی MXenes کو MAX فیز کہلانے والے مواد سے کیمیاوی طور پر نکالنے کے لیے، گروپ نے ایک عام نامیاتی بنیاد، tetramethylammonium hydroxide کا ایک آبی محلول استعمال کیا۔

لیکن MXene پیدا کرنے کے بجائے، رد عمل نے پتلی، ریشے دار ٹائٹینیم آکسائیڈ پر مبنی پٹیاں پیدا کیں — کہ ٹیم کو یہ معلوم کرنے کے لیے آئے گی کہ وہ کیمیائی رد عمل کو آسان بنانے کی صلاحیت رکھتی ہے جو سورج کی روشنی کے سامنے آنے پر ہائیڈروجن کو پانی کے مالیکیولز سے الگ کر دیتا ہے۔

انہوں نے کہا کہ “ٹائٹینیم آکسائیڈ مواد نے پہلے فوٹوکاٹیلیٹک صلاحیتوں کا مظاہرہ کیا ہے، لہذا اس خاصیت کے لیے ہمارے نئے نینو فیلیمینٹس کی جانچ کرنا ہمارے کام کا ایک قدرتی حصہ تھا۔” “لیکن ہمیں یہ معلوم کرنے کی توقع نہیں تھی کہ وہ نہ صرف فوٹوکاٹلیٹک ہیں، بلکہ یہ پانی میتھانول کے مرکب سے ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے انتہائی مستحکم اور پیداواری عمل انگیز ہیں۔”

گروپ نے پانچ فوٹوکاٹیلیسٹ مواد کا تجربہ کیا — ٹائٹینیم آکسائیڈ پر مبنی HDNs، جو مختلف کم لاگت اور آسانی سے دستیاب پیشگی مواد سے اخذ کیے گئے ہیں — اور ان کا موازنہ Evonik Aeroxide کے ٹائٹینیم آکسائیڈ مواد سے کیا، جسے P25 کہا جاتا ہے، جسے بڑے پیمانے پر فوٹوکاٹیلسٹ مواد کے طور پر قبول کیا جاتا ہے۔ تجارتی عملداری

ہر مواد کو پانی کے میتھانول کے محلول میں ڈبو دیا گیا اور سورج کے سپیکٹرم کی نقل کرنے والے ٹیون ایبل الیومینیٹر لیمپ کے ذریعہ تیار کردہ الٹرا وائلٹ نظر آنے والی روشنی کے سامنے لایا گیا۔ محققین نے ہر ایک ری ایکٹر اسمبلی میں پیدا ہونے والی ہائیڈروجن کی مقدار اور سرگرمی کی مدت دونوں کی پیمائش کی، ساتھ ہی ساتھ روشنی سے آنے والے فوٹانوں کی تعداد جو ہائیڈروجن پیدا کرتی ہے جب وہ اتپریرک مواد کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ .

انہوں نے پایا کہ پانچوں ٹائٹینیم آکسائیڈ پر مبنی HDNs فوٹوکاٹیلسٹس نے P25 مواد سے زیادہ ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے سورج کی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے زیادہ موثر کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔ ان میں سے ایک، بائنری ٹائٹینیم کاربائیڈ سے ماخوذ ہے، پانی سے ہائیڈروجن کو الگ کرنے کے لیے فوٹون کو فعال کرنے میں P25 سے 10 گنا زیادہ موثر ہے۔

ٹیم کی رپورٹ کے مطابق، یہ بہتری اپنے طور پر کافی اہم ہے، لیکن اس سے بھی زیادہ اہم دریافت یہ ہے کہ مصنوعی سورج کی روشنی کے 180 دنوں سے زیادہ کی نمائش کے بعد بھی مواد فعال رہا۔

حسین نے کہا کہ “حقیقت یہ ہے کہ ہمارے مواد ممکنہ طور پر تھرموڈینامک طور پر مستحکم اور فوٹو کیمیکل طور پر پانی کے میتھانول کے مرکب میں طویل عرصے تک فعال نظر آتے ہیں، اس پر زیادہ زور نہیں دیا جا سکتا،” حسین نے کہا۔ “چونکہ ہمارا مواد بنانا مہنگا نہیں ہے، پیمانہ بنانا آسان ہے، اور پانی میں ناقابل یقین حد تک مستحکم ہے، اس لیے مختلف فوٹوکاٹیلیٹک عملوں میں اس کی ایپلی کیشنز قابل تحقیق ہیں۔”

تحقیق کا اگلا مرحلہ بہتر طور پر سمجھنا ہے کہ مواد اس طرح کیوں برتاؤ کرتا ہے، لہذا اسے فوٹوکاٹیلسٹ کے طور پر مزید بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ٹیم کا موجودہ نظریہ یہ پیش کرتا ہے کہ مواد کی ایک جہتی نوعیت اور نظریاتی اعلی سطحی رقبہ اس کی مسلسل سرگرمی میں حصہ ڈالتا ہے، لیکن ان تجاویز کی تصدیق کے لیے اضافی جانچ کی ضرورت ہے۔

یہ گروپ میتھانول کے علاوہ، دیگر اضافی اشیاء کو تلاش کرنے کے لیے بھی کام کر رہا ہے، تاکہ “سوراخ بجھانے والے” کے طور پر کام کیا جا سکے — ایسے کیمیکل جو پانی کے پھٹنے والے رد عمل کو الٹ جانے سے روکتے ہیں، جو کہ فوٹوکاٹیلیٹک ردعمل کی کسی حد تک افراتفری کی وجہ سے ایک عام واقعہ ہے۔

نتائج اتنے امید افزا ہیں کہ گروپ نے ٹیکنالوجی کے ارد گرد ایک سبز ہائیڈروجن اسٹارٹ اپ کی بنیاد رکھی ہے اور اسے تجارتی بنانے کی طرف بڑھنے کے لیے ڈریکسل آفس آف انوویشن اور نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کے انوویشن کور کے ساتھ کام کر رہا ہے۔

بارسوم نے کہا کہ “ہم اس دریافت کے امکانات کے بارے میں بہت پرجوش ہیں۔ “دنیا کو بڑے پیمانے پر نئے صاف ایندھن کی ضرورت ہے جو جیواشم ایندھن کی جگہ لے سکے۔ ہمیں یقین ہے کہ یہ مواد سبز ہائیڈروجن کی صلاحیت کو کھول سکتا ہے۔”

اس کے علاوہ، گروپ HDNs کے لیے کئی دیگر ایپلی کیشنز کی تلاش کر رہا ہے، بشمول بیٹریوں، شمسی خلیوں، پانی صاف کرنے اور طبی علاج میں ان کا استعمال۔ حسین کے مطابق، آسانی سے اور محفوظ طریقے سے بڑی مقدار میں تیار کرنے کی ان کی صلاحیت، HDNs کو دوسرے نینو میٹریلز سے الگ کرتی ہے، جو انہیں مختلف ممکنہ استعمال کے لیے کھول دیتی ہے۔

“ہمارے HDNs کے نانو سٹرکچرز کا خاندان بہت مختلف کمیونٹیز کو متاثر کرتا رہتا ہے جن کے ساتھ ہم تعاون کر رہے ہیں۔ یہ ٹائٹینیم آکسائیڈ نینو فیلامینٹس پانی صاف کرنے، رنگنے کے انحطاط، پیرووسکائٹ سولر سیلز، لیتھیم آئن اور لیتھیم سلفر بیٹریوں سمیت متعدد ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ یوریا ڈائیلاسز اور چھاتی کے کینسر کی تھراپی، اور بہت سی چیزوں میں۔”



>Source link>

>>Join our Facebook Group be part of community. <<

By hassani

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *