ਭਾਰਤੀ ਵਿਗਿਆਨਕਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਈ ਦੇਣ ਵਾਲੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਜਜ਼ਬ ਕਰਕੇ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ (CO2) ਨੂੰ ਮੀਥੇਨ (CH4) ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਇੱਕ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵੀ ਧਾਤੂ-ਮੁਕਤ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਮੌਜੂਦਾ ਖੋਜ ਵੈਲਿਯੂ-ਐਡਿਡ ਉਤਪਾਦਾਂ ਵਿੱਚ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਘਟ ਕਰਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਯਤਨ ਕਰ ਰਹੀ ਹੈ, ਮੀਥੇਨ ਇੱਕ ਸ਼ੁੱਧ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਜੈਵਿਕ ਈਂਧਣ ਵਜੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਰਤੋਂ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਮੁੱਲ-ਵਰਧਿਤ ਉਤਪਾਦ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਕੈਰੀਅਰ ਈਂਧਨ ਵਜੋਂ ਸਿੱਧੇ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਕੁਦਰਤੀ ਗੈਸ ਦਾ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਹਿੱਸਾ ਵੀ ਹੈ ਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਉਤਪਾਦਨ ਲਈ ਕੋਲੇ ਦੀ ਜਗ੍ਹਾ ਲੈਣ ਅਤੇ ਅਖੁੱਟ ਜਨਰੇਟਰਾਂ (renewable generators) ਨੂੰ ਮਜ਼ਬੂਤ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਲਚੀਲੀ ਸਪਲਾਈ ਕਰਨ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। 

 ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਨ ਲਈ ਫੋਟੋ ਕੈਮੀਕਲ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਕੈਮੀਕਲ, ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਕੈਮੀਕਲ, ਫੋਟੋਥਰਮਲ ਆਦਿ ਵਰਗੇ ਹੋਰ ਵੀ ਕਈ ਤਰੀਕੇ ਹਨ। ਫੋਟੋ ਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸੂਰਜੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਅਖੁੱਟ ਊਰਜਾ ਸਰੋਤ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦੀ ਹੈ।

ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਵੈਲਯੂ ਐਡਿਡ ਉਤਪਾਦਾਂ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਇੱਕ ਫੋਟੋ-ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀਆਂ ਕੁਝ ਮੁੱਖ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਲਾਈਟ-ਹਾਰਵੈਸਟਿੰਗ ਗੁਣਾਂ, ਚਾਰਜ ਕੈਰੀਅਰ (ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਹੋਲ ਪੇਅਰ) ਵੱਖ ਕਰਨ ਦੀ ਮੁਹਾਰਤ, ਅਤੇ ਸਹੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਨੁਕੂਲ ਸੰਚਾਲਨ ਬੈਂਡ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਮੀਥੇਨ ਵਿੱਚ ਚੋਣਵੇਂ ਅਤੇ ਦਕਸ਼ ਢੰਗ ਨਾਲ ਰਿਡਿਊਸ ਕਰਨਾ ਇੱਕ ਚੁਣੌਤੀ ਹੈ। ਸਿਰਫ਼ ਮੁੱਠੀ ਭਰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਮੀਥੇਨ ਨੂੰ ਚੋਣਵੇਂ ਅਤੇ ਦਕਸ਼ ਢੰਗ ਨਾਲ ਘਟਾਉਣ ਦੇ ਸਮਰੱਥ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਵਿੱਚ ਧਾਤੂ ਦੇ ਸਮਰੂਪ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਜ਼ਹਿਰੀਲੇ (ਟੌਕਸਿਕ) ਹੋਣ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਮਹਿੰਗੇ ਵੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਇਸ ਚੁਣੌਤੀ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰਨ ਲਈ, ਭਾਰਤ ਸਰਕਾਰ ਦੇ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਟੈਕਨੌਲੋਜੀ ਵਿਭਾਗ ਦੀ ਇੱਕ ਖੁਦਮੁਖਤਿਆਰ ਸੰਸਥਾ, ਜਵਾਹਰ ਲਾਲ ਨਹਿਰੂ ਸੈਂਟਰ ਫਾਰ ਐਡਵਾਂਸਡ ਸਾਇੰਟਿਫਿਕ ਰਿਸਰਚ ਦੇ ਵਿਗਿਆਨਕਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਟੀਮ ਨੇ ਇੱਕ ਧਾਤੂ-ਮੁਕਤ ਪੋਰਸ ਜੈਵਿਕ ਪੌਲੀਮਰ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਦਿਖਾਈ ਦੇਣ ਵਾਲੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਜਜ਼ਬ ਕਰਨ ਦੇ ਸਮਰੱਥ ਹੋਵੇਗਾ ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਰਿਡਕਸ਼ਨ ਰੀਐਕਸ਼ਨ ਨੂੰ ਵੀ ਉਤਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰੇਗਾ।

ਉਹਨਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ਅਤੇ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਥਿਰ ਕੰਜੁਗੇਟਿਡ ਮਾਈਕ੍ਰੋਪੋਰਸ ਔਰਗੈਨਿਕ ਪੌਲੀਮਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ C-C ਕਪਲਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਇੱਕ ਡੋਨਰ (ਟ੍ਰਿਸ-4-ਏਥੀਨਾਈਲਫੀਨਾਈਲਮਾਈਨ)-ਐਕਸੈਪਟਰ (ਫੇਨੈਂਥਾਕੁਇਨੋਨ) ਅਸੈਂਬਲੀ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਇੱਕ ਵਿਪਰੀਤ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਵਜੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ।

 ਫੈਨਥਰਾਕੁਇਨੋਨ ਮੋਇਟੀ (phenanthraquinone moiety) ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਕੀਟੋ ਸਮੂਹ ਨੇ ਹੋਰ ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਧਾਤੂ-ਅਧਾਰਿਤ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਦੇ ਉਲਟ ਇੱਕ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਸਾਈਟ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਿੱਥੇ ਧਾਤੂ ਦੇ ਵਿਰੋਧੀ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਰਿਡਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ (CO2RR) ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਸਭ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ, ਕਨਜੁਗੇਟਿਡ ਮਾਈਕ੍ਰੋਪੋਰਸ ਪੋਲੀਮਰ (ਸੀਐੱਮਪੀ) ਨਾਮਕ ਰਸਾਇਣ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਇਸਦੀ ਉੱਚ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਗ੍ਰਹਿਣ ਸਮਰੱਥਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਆਪਣੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਪਕੜ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸਨੂੰ ਇੱਕ ਮੁੱਲ-ਵਰਧਿਤ ਉਤਪਾਦ ਵਜੋਂ ਮੀਥੇਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ-ਰਿਚ ਡੋਨਰ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ-ਕਮੀ ਵਾਲੇ ਐਕਸੈਪਟਰ ਵਿਚਕਾਰ ਪੁਸ਼-ਪੁੱਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਸਮਾਵੇਸ਼ ਨੇ ਦਕਸ਼ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ-ਹੋਲ ਵਿਭਾਜਨ ਦੀ ਸੁਵਿਧਾ ਦਿੱਤੀ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਾਈਨੇਟਿਕਸ ਨੂੰ ਵਧਾਇਆ ਅਤੇ ਇੱਕ ਦਕਸ਼ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਵਿੱਚ ਸਹਾਇਤਾ ਕੀਤੀ। ਇਹ ਕੰਮ ‘ਜਰਨਲ ਆਫ ਦ ਅਮਰੀਕਨ ਕੈਮੀਕਲ ਸੋਸਾਇਟੀ’ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਲਈ ਸਵੀਕਾਰ ਕਰ ਲਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।  

ਮੀਥੇਨ (CH4) ਦੀ ਉੱਚ ਉਤਪਾਦਨ ਦਰ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵੀ ਧਾਤੂ-ਮੁਕਤ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਾਰਬਨ ਕੈਪਚਰ ਅਤੇ ਦਕਸ਼ ਪੋਰਸ ਵਿਪਰੀਤ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਦੇ ਅਧਾਰ ‘ਤੇ ਕਮੀ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਰਣਨੀਤਕ ਪਹੁੰਚ ਵੱਲ ਅਗਵਾਈ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਇੱਕ ਮੈਟਲ-ਫ੍ਰੀ ਰੈਡੌਕਸ-ਐਕਟਿਵ ਕੰਜੁਗੇਟਿਡ ਮਾਈਕ੍ਰੋਪੋਰਸ ਪੌਲੀਮਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਕੈਪਚਰ ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਸੂਰਜੀ ਈਂਧਣ ਮੀਥੇਨ ਵਿੱਚ ਦ੍ਰਿਸ਼ਮਾਨ-ਰੌਸ਼ਨੀ-ਚਾਲਿਤ ਰੂਪਾਂਤਰਣ ਨੂੰ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।

 ਪ੍ਰੋ. ਤਪਸ ਕੇ ਮਾਜੀ,  ਡਾ. ਸੌਮਿੱਤਰ ਬਰਮਨ,  ਡਾ. ਅਸ਼ੀਸ਼ ਸਿੰਘ,  ਫਾਰੂਕ ਅਹਿਮਦ ਰਹੀਮੀ

 ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਨ ਲਿੰਕ: 10.1021/jacs.1c07916।

 ਵਧੇਰੇ ਵੇਰਵਿਆਂ ਲਈ, ਪ੍ਰੋ. ਤਪਸ ਕੇ ਮਾਜੀ ਨਾਲ tmaji@jncasr.ac.in  'ਤੇ ਸੰਪਰਕ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

*********

ਐੱਸਐੱਨਸੀ/ਆਰਆਰ