بائی کاربونیٹ واٹر کلسٹرز کے کرسٹلائزیشن پر مبنی کاربن کیپچر: گلوبل وارمنگ کو کنٹرول کرنے کے لیے ایک امید افزا نقطہ نظر

جیواشم ایندھن کے اخراج سے کاربن ڈائی آکسائیڈ حاصل کرنے کے لیے کاربن کی گرفتاری کا ایک نیا طریقہ وضع کیا گیا ہے۔

گرین ہاؤس کا اخراج موسمیاتی تبدیلی کے لیے سب سے بڑا معاون ہے۔ اہم گرین ہاؤس گیسوں کا اخراج بڑے پیمانے پر صنعت کاری اور انسانی سرگرمیوں کا نتیجہ ہے۔ ان میں سے زیادہ تر گرین ہاؤس کے اخراج کے ہوتے ہیں۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2) جیواشم ایندھن کے جلانے سے۔ جب سے صنعت کاری کا دور شروع ہوا ہے فضا میں CO2 کی کل ارتکاز میں 40 فیصد سے زیادہ اضافہ ہوا ہے۔ گرین ہاؤس کے اخراج میں یہ مسلسل اضافہ گرمی کو بڑھا رہا ہے۔ سیارے جس میں کہا جاتا ہے 'گلوبل وارمنگجیسا کہ کمپیوٹر سمیلیشنز نے دکھایا ہے کہ اخراج وقت کے ساتھ ساتھ زمین کی سطح کے اوسط درجہ حرارت میں اضافے کے لیے ذمہ دار ہے جو بارش کے پیٹرن، طوفان کی شدت، سطح سمندر وغیرہ میں تبدیلی کی وجہ سے 'موسمیاتی تبدیلی' کی نشاندہی کرتا ہے۔ 'اخراج سے کاربن ڈائی آکسائیڈ موسمیاتی تبدیلی سے نمٹنے کا ایک اہم پہلو ہے۔ کاربن کیپچر ٹیکنالوجی کئی دہائیوں سے چلی آ رہی ہے لیکن حال ہی میں ماحولیاتی خدشات کی وجہ سے اس نے زیادہ توجہ حاصل کر لی ہے۔

کاربن کی گرفتاری کا ایک نیا طریقہ کار

کا معیاری طریقہ کار کاربن کیپچر میں CO2 کو گیسی مرکب سے پھنسانا اور الگ کرنا، پھر اسے اسٹوریج میں منتقل کرنا اور اسے عموماً زیر زمین ماحول سے دور ذخیرہ کرنا شامل ہے۔ یہ عمل انتہائی توانائی کا حامل ہے، اس میں کئی تکنیکی مسائل، خطرات اور حدود شامل ہیں، مثال کے طور پر، سٹوریج کی جگہ پر رساو کا زیادہ امکان۔ میں شائع ہونے والی ایک نئی تحقیق انگریزی کاربن کو پکڑنے کے لیے ایک امید افزا متبادل بیان کرتا ہے۔ محکمہ توانائی USA کے سائنسدانوں نے کوئلہ جلانے والے پاور پلانٹس سے CO2 کو ہٹانے کا ایک انوکھا طریقہ تیار کیا ہے اور اس عمل کے لیے ان بینچ مارکس کے مقابلے میں 24 فیصد کم توانائی درکار ہوتی ہے جو اس وقت صنعت میں تعینات ہیں۔

محققین نے قدرتی طور پر واقع ہونے پر کام کیا۔ نامیاتی bis-iminoguanidines (BIGs) کہلانے والے مرکبات جو کہ منفی چارج شدہ anions کو باندھنے کی صلاحیت رکھتے ہیں جیسا کہ پچھلے مطالعات میں دیکھا گیا ہے۔ ان کا خیال تھا کہ BIGs کی یہ خاص خاصیت بائی کاربونیٹ anions پر بھی لاگو ہونی چاہیے۔ لہذا BIGs ایک شربت (ایک مادہ جو دوسرے مالیکیولز کو جمع کرتا ہے) کی طرح کام کر سکتے ہیں اور CO2 کو ٹھوس چونا پتھر (کیلشیم کاربونیٹ) میں تبدیل کر سکتے ہیں۔ سوڈا لائم کیلشیم اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈز کا ایک مرکب ہے جو سکوبا ڈائیورز، آبدوزوں اور سانس لینے کے دوسرے بند ماحول کے ذریعے خارج ہونے والی ہوا کو فلٹر کرنے اور CO2 کے کسی بھی خطرناک جمع کو روکنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد ہوا کو کئی بار ری سائیکل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، سکوبا غوطہ خوروں کے لیے دوبارہ سانس لینے سے وہ ٹھہر سکتے ہیں۔ پانی کے اندر طویل عرصے تک جو دوسری صورت میں ناممکن ہے۔

ایک انوکھا طریقہ جو کم توانائی مانگتا ہے۔

اس تفہیم کی بنیاد پر انہوں نے ایک CO2 علیحدگی کا سائیکل تیار کیا جس میں ایک آبی BIG محلول استعمال کیا گیا۔ کاربن کیپچر کے اس مخصوص طریقہ میں انہوں نے محلول کے ذریعے فلو گیس کو منتقل کیا جس کی وجہ سے CO2 مالیکیول BIG sorbent سے جڑے ہوئے تھے اور یہ بائنڈنگ انہیں ایک ٹھوس قسم میں کرسٹلائز کر دے گی۔ نامیاتی چونا پتھر جب ان ٹھوس چیزوں کو 120 ڈگری سیلسیس تک گرم کیا جاتا ہے، تو پابند CO2 خارج ہوتا ہے جسے پھر ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ یہ عمل موجودہ کاربن کیپچر طریقوں کے مقابلے نسبتاً کم درجہ حرارت پر ہوتا ہے، اس لیے اس عمل کے لیے درکار توانائی کم ہو جاتی ہے۔ اور، ٹھوس sorbent دوبارہ میں تحلیل کیا جا سکتا ہے پانی اور دوبارہ استعمال کے لیے ری سائیکل کیا گیا۔

موجودہ کاربن کیپچر ٹیکنالوجیز میں بہت سے مستقل مسائل ہیں جیسے سٹوریج کا مسئلہ، توانائی کی زیادہ لاگت وغیرہ۔ بنیادی مسئلہ مائع سوربینٹ کا استعمال ہے جو وقت کے ساتھ ساتھ بخارات بن کر سڑ جاتے ہیں اور انہیں گرم کرنے کے لیے کل توانائی کا کم از کم 60 فیصد درکار ہوتا ہے جو کہ بہت زیادہ ہے۔ اعلی موجودہ مطالعہ میں ٹھوس شربت نے توانائی کی حد پر قابو پالیا کیونکہ CO2 ایک کرسٹلائزڈ ٹھوس بائی کاربونیٹ نمک سے حاصل کیا جاتا ہے جس کے لیے تقریباً 24 فیصد کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ مسلسل 10 چکروں کے بعد بھی کوئی نقصان نہیں ہوا۔ توانائی کی یہ کم ضرورت کاربن کی گرفت کی لاگت کو کم کر سکتی ہے اور جب ہم اربوں ٹن CO2 پر غور کرتے ہیں، تو یہ طریقہ گرین ہاؤس کے اخراج کو کافی حد تک گرفت میں لے کر بہت مؤثر ہو سکتا ہے۔

اس مطالعے کی ایک حد نسبتاً کم CO2 صلاحیت اور جذب کی شرح ہے جو کہ BIG sorbent کی محدود حل پذیری کی وجہ سے ہے۔ پانی. محققین اس حد کو حل کرنے کے لیے روایتی سالوینٹس جیسے امینو ایسڈ کو ان BIG sorbents کے ساتھ ملانے پر غور کر رہے ہیں۔ موجودہ تجربہ چھوٹے پیمانے پر کیا گیا ہے جس میں 99 فیصد CO2 کو خارج ہونے والی گیسوں سے ہٹا دیا گیا ہے۔ اس عمل کو مزید بہتر بنانے کی ضرورت ہے تاکہ ہر روز کم از کم ایک ٹن CO2 اور کسی بھی مختلف قسم کے اخراج سے اس کی پیمائش کی جا سکے۔ طریقہ کار کو اخراج میں آلودگی سے نمٹنے کے لیے مضبوط ہونا چاہیے۔ کاربن کیپچر ٹیکنالوجی کا حتمی مقصد ایک سستی اور توانائی کا موثر طریقہ استعمال کرتے ہوئے فضا سے CO2 کو براہ راست حاصل کرنا ہے۔

***

{آپ اصل تحقیقی مقالے کو ذیل میں دیے گئے DOI لنک پر کلک کر کے پڑھ سکتے ہیں جو حوالہ دیئے گئے ماخذ کی فہرست میں ہے}

ذرائع)

ولیمز این وغیرہ۔ 2019. کرسٹل لائن ہائیڈروجن بانڈڈ بائی کاربونیٹ ڈائمرز کے ذریعے CO2 کیپچر۔ انگریزی.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025