आईआईटी गुवाहाटी ने विकसित किया सतत हरित हाईड्रोजन ईंधन को उत्प्रेरक

आईआईटी गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने उत्पाद के रूप में उच्च बाजार मांग वाले फॉर्मिक एसिड के साथ सतत हरित हाइड्रोजन ईंधन का उत्पादन करने को एक उत्प्रेरक (केटेलिस्ट) विकसित किया है
 उत्प्रेरक प्रणाली लकड़ी के अल्कोहल से हाइड्रोजन और फॉर्मिक एसिड का उत्पादन करती है। यह 2050 के लिए निर्धारित ग्रह के डीकार्बोनाइजेशन के वैश्विक लक्ष्य को प्राप्त करने की दिशा में एक कदम है
 यह शोध हाइड्रोजन-मेथनॉल अर्थव्यवस्था के विकास के लिए रोमांचक रास्ते खोलता है

देहरादून, 1 मई 2023: भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने डॉक्टर अक्षय कुमार ए.एस., एसोसिएट प्रोफेसर, रसायन विज्ञान विभाग के नेतृत्व में, एक उत्प्रेरक विकसित किया है जो लकड़ी के अल्कोहल से हाइड्रोजन गैस छोड़ सकता है। इसमें कार्बन डाइऑक्साइड का कोई पार्श्व उत्पादन नहीं होता है। एक आसान और पर्यावरण की दृष्टि से सुरक्षित प्रक्रिया होने के अलावा, विधि फॉर्मिक एसिड का उत्पादन करती है जो एक उपयोगी औद्योगिक रसायन है। यह विकास मेथनॉल को एक आशाजनक ‘लिक्विड ऑर्गेनिक हाइड्रोजन कैरियर’ (एलओएचसी) बनाता है और हाइड्रोजन-मेथनॉल अर्थव्यवस्था की अवधारणा में योगदान देता है।
जैसे-जैसे दुनिया जीवाश्म ईंधन के विकल्प खोजने की ओर बढ़ रही है, हाइड्रोजन गैस स्वच्छ ऊर्जा उत्पादन का सबसे अच्छा स्रोत बनी हुई है। वर्तमान में, हाइड्रोजन का उत्पादन या तो पानी के विद्युत रासायनिक विभाजन से होता है या अल्कोहल जैसे जैव-व्युत्पन्न रसायनों से होता है। बाद की विधि में, मेथनॉल सुधार नामक प्रक्रिया में उत्प्रेरक का उपयोग करके मिथाइल अल्कोहल से हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है।

मिथाइल अल्कोहल से हाइड्रोजन के उत्प्रेरक उत्पादन में दो समस्याएं हैं। पहला यह है कि इस प्रक्रिया में 300 डिग्री सेल्सियस की सीमा में उच्च तापमान शामिल है दूसरा, प्रतिक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड का सह-उत्पादन करती है, जो एक ग्रीनहाउस गैस है। यहीं पर आईआईटी गुवाहाटी की टीम ने एक समाधान निकाला है।

अपने काम की महत्वता बताते हुए डॉ. अक्षय कुमार ए.एस., एसोसिएट प्रोफेसर, रसायन विज्ञान विभाग, आईआईटी गुवाहाटी ने कहा, “मेथनॉल-सुधार में उपयोग की गई उत्प्रेरक प्रणालियों के विपरीत, जो ब्रह्मास्त्र की तरह कार्य करती हैं और जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड को पूर्ण विनाश होता है, वर्तमान कार्य में पिनसर (केकड़े की तरह) उत्प्रेरक डिजाइन करने के लिए एक स्मार्ट रणनीति शामिल है जो चुनिंदा उच्च-मूल्य का उत्पादन करती है।“

आईआईटी गुवाहाटी टीम ने उत्प्रेरक का एक विशेष रूप विकसित किया जिसे ‘पिंसर’ उत्प्रेरक कहा जाता है, जिसमें एक केंद्रीय धातु और कुछ विशिष्ट कार्बनिक लिगेंड होते हैं। इसे पिंसर कहा जाता है क्योंकि कार्बनिक लिगेंड एक केकड़े के पंजे की तरह होते हैं जो धातु को जगह में रखते हैं। इस विशेष व्यवस्था के कारण उत्प्रेरक अति विशिष्ट एवं चयनात्मक हो जाता है। इस प्रकार, लकड़ी के अल्कोहल को हाइड्रोजन में तोड़ा जाता है, कार्बन डाइऑक्साइड के बजाय फार्मिक एसिड उत्पन्न होता है। प्रतिक्रिया 100 डिग्री सेल्सियस पर होती है, जो पारंपरिक मेथनॉल-सुधार के लिए आवश्यक तापमान से बहुत कम है।

उत्प्रेरक को पुन: प्रयोज्य बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने उत्प्रेरक को निष्क्रिय समर्थन पर लोड किया। इसके द्वारा वे कई चक्रों में उत्प्रेरक का पुन: उपयोग कर सकते थे।
केमडिस्ट ग्रुप ऑफ कंपनीज इस परियोजना में उद्योग सहयोगी है। शोध की औद्योगिक क्षमता पर बात करते हुए केमडिस्ट ग्रुप ऑफ कंपनीज के निदेशक डॉ. सुनील ढोले ने कहा,”व्यावसायिक रूप से इस काम के बारे में रोमांचक तथ्य यह है कि मेथनॉल जैसे प्रचुर मात्रा में उपलब्ध और सस्ते कार्बनिक रसायन को कम तापमान पर और कार्बन डाइ-ऑक्साइड के उत्सर्जन के बिना एक सस्ते उत्प्रेरक का उपयोग करके हाइड्रोजन में परिवर्तित किया जा सकता है। इस तकनीक में कार्बन तटस्थता हासिल करने की दिशा में महत्वपूर्ण कदम उठाने की क्षमता है।”