سائنسدانوں نے ایک نئےطریق کار کی نشاندہی کی ہے جو یوریا میں  مؤثر طریقے سے آکسیجن کی آمیزش کر سکتا ہے اور یوریا کی مدد سے پانی کونتھارنے کے عمل  کے ذریعے ہائیڈروجن کی پیداوارکے لئے توانائی کی مانگ  میں کمی لا سکتا ہے ،جس سے سبزاورآلودگی سے مبراایندھن کی بہتر پیداوار کی راہ ہموارہوسکتی ہے۔

موسمیاتی تبدیلی کے عمل کویکسرپلٹ دینےمیں ہائیڈروجن توانائی کی اہمیت کو سمجھتے ہوئے، سائنسی برادری ہائیڈروجن کی پیداوار میں انقلابی تبدیلی لانے کی کوششوں کو تیز کر رہی ہے، جو صاف  ستھری  اورآلودگی سے مبراتوانائی کے منظر نامے میں ایک اہم کرداراداکرتا  ہے۔ کیتھوڈ پر ہائیڈروجن کی الیکٹرولائٹک پیداوارمیں، جب کہ یہ فطری طور پر صاف  ستھری اورآلودگی سے مبرا سبز ہے، انوڈ (کاؤنٹر الیکٹروڈ) پر آکسیجن کے ارتقاء کے رد عمل کی توانائی کے مطالبات کی وجہ سے رکاوٹ  پیداہوئی  ہے۔ ایک قابل عمل حل آکسیجن کے ارتقاء کے رد عمل کو دوسرے انوڈک عملوں جیسے یوریا الیکٹرو آکسیڈیشن ری ایکشن (یواوآر) کے ساتھ تبدیل کرنے سے ابھرتا ہے جس میں مجموعی طور پر سیل کی صلاحیت کم ہوتی ہے۔ پانی میں یوریا شامل کرنے سے، یہ عملی طور پر الیکٹرو کیمیکل ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے توانائی کی طلب کو تقریباً 30 فیصدتک  کم کرتا ہے۔ یہ نہ صرف برقی توانائی کے ان پٹ کو کم کرتا ہے اور اس وجہ سے پانی سے ہائیڈروجن کی پیداوار کی لاگت بھی کم ہوتی ہے بلکہ توانائی پیدا کرنے کے ساتھ مل کر آلودہ پانی سے یوریا کو نائٹروجن، کاربونیٹ اور پانی میں تبدیل بھی کیاجاسکتا ہے۔ اس رد عمل کے ممکنہ فوائد کے باوجود، ابھی تک تیار کیے گئے طریقہ کار سی اوایکس  زہروں (یواوآرکی ضمنی مصنوعات) کے لیے مستحکم نہیں ہیں جو اس عمل کے صنعتی پیمانے پر عمل درآمد میں رکاوٹیں کھڑی کر رہے ہیں۔

سینٹر فار نینو اینڈ سافٹ میٹر سائنسز (سی ای این ایس)، بنگلورو کے سائنسدانوں  –  جناب نکھل این راؤ، ڈاکٹر الیکس چندرراج اور ڈاکٹر نینا ایس جان، پرمشتمل ایک ٹیم نے  نان نوبل میٹل کیٹالسٹ، این آئی 3 ۔نیوڈیمیم نکیلیٹ (این ڈی این آئی او3) – کا مظاہرہ کیا ہےجس میں دھاتی چالکتا شامل ہے جویوریا میں مؤثر طریقے سے آکسیجن ڈکی آمیزش  کرتا ہے، اس طرح یوریا کی مدد سے پانی کونتھارنے کے عمل کے ذریعے ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے توانائی کی طلب کو کم کرتا ہے۔

یہ تحقیقات یوریا الیکٹرولیسس کے لیے ہائی ویلنٹ نی آکسائیڈز پر مبنی ہائی ایکٹیو اور برداشت کرنے والے طریقہ کار تیار کرنے کے جاری منصوبے کے ایک حصے کے طور پر کی گئی تھی، جسے سابقہ سائنس اور انجینئرنگ ریسرچ بورڈ (ایس ای آربی)، جو اب اے این آرایف ہے،  کی معاونت حاصل ہے۔ ٹیم نے نیوڈیمیم نکلیٹ کو یواوآر کے لیے ایک الیکٹرونک طریقہ کارکے طورپر استعمال کیا اور ایکسرے جذب کرنے والی اسپیکٹروسکوپی، الیکٹرو کیمیکل امپیڈینس اسپیکٹروسکوپی، اور رمن اسپیکٹروسکوپی جیسی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے آپرینڈو (آپریٹنگ حالات میں) کامظاہرہ کیا ہے اور اس بات کی تصدیق کی کہ طریقہ کار خاص طور پر ‘براہ راست میکانزم’ کے ذریعے ردعمل کو چلاتا ہے۔ ‘ الیکٹرو کیمیکل طور پر فعال نیوڈیمیم نکلیٹ کے ذریعہ ظاہر کردہ براہ راست طریقہ کار اس کے طریقہ کارمیں کم سے کم  کمی اور تعمیر نو کے لیے نمایاں ہے، جو کہ یواوآر کے ہر دور کے بعد تخلیق نو کی ضرورت کے بالواسطہ طریقہ کار سے متصادم ہے جو این آئی 2+ سے بھرپور محرک جیسے این آئی او میں موجود ہے۔طریقہ کار میں اعلیٰ رد عمل کائینیٹکس ہوتا ہے (رد عمل کو تیز تر بناتا ہے) اور طویل الیکٹرولائسز کے دوران بہتر استحکام  پیداہوتا ہے، جو کہ ایک اچھے الیکٹرو کیٹیلسٹ کی خصوصیات ہیں۔

سی اوایکس  مادّوں کے ذریعہ درپیش چیلنج سے نمٹنے کی طرف، جو یواوآرمحرک کو غیر فعال کرنے اور ان کے طویل مدتی الیکٹرولیسس کے استحکام سے سمجھوتہ کرنے کے لیے جانا جاتا ہے، نیوڈیمیم نکلیٹ ایک امید افزا حل کے طور پر ابھرتا ہے۔ سی او ایکس  مادّوں کے لیے اس کی غیر معمولی رواداری اس کو قابل ذکر الیکٹروکٹیلیٹک استحکام سے نوازتی ہے۔ انڈین ایسوسی ایشن فار دی کلٹی ویشن آف سائنس (آئی اے سی ایس)، کولکتہ سے ڈاکٹر مومیتا مکھرجی اور پروفیسر آیان دتا کے تعاون سے کمپیوٹرپرمبنی  تجرباتی نتائج کی توثیق کرتے ہیں۔

اے سی ایس کیٹالیسز ، ایک جریدہ جو کیٹلیٹک مواد پر تجرباتی اور نظریاتی تحقیق کو شائع کرنے کے لیے وقف ہے، میں شائع ہوا یہ کام مستقبل کے مطالعات کی رہنمائی کرسکتا ہے، جس کا مقصد این آئی اواوایچ پرقسموں کی تعداد کو بڑھانا اور ان پرقسموں کو این آئی 3+ سے بھرپور ذیلی جگہوں پر مستحکم کرنا ہے۔ مقصد یہ ہے کہ محرک میں فعال این آئی کی کم بڑے پیمانے پر لوڈنگ کے ساتھ بہتر کارکردگی حاصل کرنا، پائیدار اور موثر ہائیڈروجن کی پیداوار کی طرف ایک اہم قدم ہے۔

  {:https://doi.org/10.1021/acscatal.3c04967} اشاعت کا لنک

*********

 

 

 (ش ح۔ع م ۔ع آ)

U-5775

(Release ID: 2012152) Visitor Counter : 75