سائنس دانوں نے انکشاف کیا ہے کہ کس طرح بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے کیٹالسٹ کی ساخت سبز ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے پانی کے برقی تجزیہ کو متحرک کرتے ہوئے خود کو تبدیل کرتی ہے ۔

یہ موثر ، کم لاگت والے ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے موثر ، اگلی نسل کے الیکٹرو کیٹالسٹس کے ڈیزائن کی رہنمائی میں مدد کر سکتا ہے ۔

ہائیڈروجن پیدا کرنے کے آسان ترین طریقوں میں سے ایک ، مستقبل کا صاف ایندھن بجلی کا استعمال کرتے ہوئے پانی کو تقسیم کرنا ہے ۔  لیکن یہ عمل صرف اس صورت میں اچھی طرح کام کرتا ہے جب ہمارے پاس اچھے کیٹالسٹ ہوں جو رد عمل کو تیز اور زیادہ موثر بناتے ہیں ۔

لوگ یہ فرض کرتے ہیں کہ کیٹالسٹ مستقل اور مستحکم ہیں ، بغیر تبدیل ہوئے اپنا کام کر رہے ہیں ۔  حقیقت میں بہت سے کیٹالسٹ بالکل مختلف طریقے سے برتاؤ کرتے ہیں جب وہ اصل میں استعمال میں ہوتے ہیں ۔  رد عمل کے دوران ان کی ساخت بدل سکتی ہے اور یہ تبدیلیاں اس بات پر بڑا اثر ڈال سکتی ہیں کہ وہ کتنی اچھی طرح سے کام کرتی ہیں ۔

سینٹر فار نینو اینڈ سافٹ میٹر سائنسز (سی ای این ایس) بنگلورو سے ڈاکٹر نینا ایس جان اور پی ایچ ڈی اسکالر پلاش جیوتی گوگوئی کی سربراہی میں ایک تحقیقی ٹیم-محکمہ سائنس و ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) کے ایک خود مختار انسٹی ٹیوٹ-کییل یونیورسٹی ، جرمنی کے ڈاکٹر چندرراج الیکس ، اور ہند کوریا سائنس و ٹیکنالوجی سینٹر (آئی کے ایس ٹی) بنگلورو سے ڈاکٹر ستدیپ بھٹاچارجی اور ڈاکٹر سویتاریکھا رام کے تعاون سے ، مولیبڈینم کاربائڈ (ایم او 2 سی) کے رویے کے بارے میں نئی بصیرت فراہم کی ہے ۔ بڑے پیمانے پر مطالعہ شدہ زمین سے بھرپور کیٹالسٹ ، یہ انکشاف کرکے کہ ہائیڈروجن ارتقاء کے رد عمل (ایچ ای آر) کے دوران اس کی ساخت کیسے تیار ہوتی ہے ۔

تصویر: ایم او 2 سی میں ٹریکنگ کیٹلسٹ کی تعمیر نو کی اسمیٹک نمائندگی جو اس کے دوران سیٹو ایکس اے ایس میں استعمال ہوتی ہے

جدید تجرباتی تکنیکوں کے امتزاج کے ذریعے ، بشمول سیٹو ایکس رے جذب سپیکٹروسکوپی (ایکس اے ایس) اور سیٹو رمن سپیکٹروسکوپی میں ، نظریاتی حسابات کے ساتھ ، محققین نے ٹریک کیا کہ ہائیڈروجن ارتقاء کے رد عمل (ایچ ای آر) کے دوران ایم او 2 سی کس طرح تبدیل ہوتا ہے ۔

مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ ایم او 2 سی اس کے دوران ساختی طور پر جامد نہیں رہتا ہے ، اس کے بجائے ، یہ متحرک تعمیر نو سے گزرتا ہے ، آکسیجن کی کمی والی مولیبڈینم آکسائڈ (ایم او او ایکس) ڈومینز تشکیل دیتا ہے ۔  یہ دوبارہ تعمیر شدہ انواع ایم او او 2 سے ملتے جلتے مقامی ہم آہنگی کے ماحول کی نمائش کرتی ہیں اور ایچ 2 نسل کو آسان بنانے میں فیصلہ کن کردار ادا کرتی ہیں ۔  اہم بات یہ ہے کہ یہ تبدیلی نقصان دہ نہیں بلکہ فائدہ مند ہے ، جس سے سرگرمی اور استحکام میں بہتری آتی ہے ۔  اس کے برعکس ، ایم او/ایم او 2 سی ہیٹرو اسٹرکچرز تیزی سے آکسیکرن کی نمائش کرتے ہیں ، جس کے نتیجے میں گھلنشیل مولیبیڈیٹ نسلوں کی تشکیل ہوتی ہے اور اس کے نتیجے میں کیٹالسٹ سرگرمی کا نقصان ہوتا ہے ۔  یہ موازنہ واضح طور پر ظاہر کرتا ہے کہ ایم او 2 سی میں کنٹرول شدہ تعمیر نو کیٹالسٹ کارکردگی کو فروغ دیتی ہے ، جبکہ ایم او/ایم او 2 سی میں بے قابو آکسیکرن انحطاط کا باعث بنتی ہے ۔

ان مشاہدات کے علاوہ یہ کام مقامی جوہری ساخت ، متحرک ریڈوکس ارتقاء ، اور برقی کیٹالسٹ کارکردگی کے درمیان ایک بنیادی ربط قائم کرتا ہے ، جو حقیقت پسندانہ آپریٹنگ حالات میں کیٹالسٹ کس طرح کام کرتے ہیں اس کے بارے میں نئی بصیرت پیش کرتا ہے ۔  یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ حقیقی فعال مرحلہ خود قدیم مواد ہونے کے بجائے سیٹو میں تشکیل پاتا ہے ، اس طرح متحرک تعمیر نو کو کیٹالسٹ سرگرمی کو کنٹرول کرنے والے کلیدی عنصر کے طور پر شناخت کرتا ہے اور موثر ، اگلی نسل کے الیکٹرو کیٹالسٹس کے ڈیزائن کی رہنمائی کرتا ہے ۔

میٹیریل ہورائزنز میں شائع ہونے والا یہ کام اس بات پر روشنی ڈالتا ہے کہ کس طرح متحرک تعمیر نو سے ایم او 2 سی کیٹالسٹ کی مکمل صلاحیت کو کھولا جا سکتا ہے ، جس سے موثر ، پائیدار اور کم لاگت والے ہائیڈروجن پروڈکشن سسٹم کی راہ ہموار ہوتی ہے ۔

 

****

ش ح۔ ام۔اش ق

U. No. 7975

(रिलीज़ आईडी: 2268906) आगंतुक पटल : 9