वैज्ञानिक एक साथ दो बड़ी वैश्विक समस्याओं से निपटने का नया तरीका विकसित कर रहे हैं: प्लास्टिक प्रदूषण और स्वच्छ ऊर्जा की मांग। सूर्य प्रकाश का उपयोग करके, वे फेंके गए प्लास्टिक को उपयोगी ईंधन में बदलने के तरीके खोज रहे हैं।

एडिलेड विश्वविद्यालय के पीएचडी उम्मीदवार जिओ लू के नेतृत्व में एक हालिया अध्ययन जांच करता है कि कैसे सौर-संचालित सिस्टम अपशिष्ट प्लास्टिक को हाइड्रोजन, सिनगैस और अन्य औद्योगिक रसायनों में परिवर्तित कर सकते हैं। यह दृष्टिकोण उन सामग्रियों को नया मूल्य देकर अधिक टिकाऊ, चक्रीय अर्थव्यवस्था बनाने में मदद कर सकता है जिन्हें आमतौर पर फेंक दिया जाता है।

दुनिया भर में हर साल 460 मिलियन टन से अधिक प्लास्टिक का उत्पादन होता है, और बड़ी मात्रा में यह जमीन और महासागरों को प्रदूषित करता है। साथ ही, जीवाश्म ईंधन से दूर जाने की आवश्यकता ने स्वच्छ ऊर्जा विकल्पों की खोज तेज कर दी है।

केम कैटालिसिस में प्रकाशित शोध से पता चलता है कि प्लास्टिक, जो कार्बन और हाइड्रोजन से भरपूर होते हैं, को सिर्फ कचरा नहीं बल्कि एक संसाधन के रूप में माना जा सकता है।

"प्लास्टिक को अक्सर एक बड़ी पर्यावरणीय समस्या के रूप में देखा जाता है, लेकिन यह एक महत्वपूर्ण अवसर भी प्रस्तुत करता है," सुश्री लू ने कहा। "यदि हम सूर्य प्रकाश का उपयोग करके अपशिष्ट प्लास्टिक को कुशलतापूर्वक स्वच्छ ईंधन में परिवर्तित कर सकते हैं, तो हम एक साथ प्रदूषण और ऊर्जा चुनौतियों का समाधान कर सकते हैं।"

यह विधि, जिसे सौर-संचालित फोटोरिफॉर्मिंग कहा जाता है, प्रकाश-संवेदनशील सामग्रियों पर निर्भर करती है जिन्हें फोटोकैटलिस्ट के रूप में जाना जाता है। ये सामग्रियां अपेक्षाकृत कम तापमान पर प्लास्टिक को तोड़ने के लिए सूर्य प्रकाश का उपयोग करती हैं।

इस प्रक्रिया के माध्यम से, प्लास्टिक को हाइड्रोजन में बदला जा सकता है, जो एक स्वच्छ ईंधन है जो उपयोग के बिंदु पर कोई उत्सर्जन नहीं करता है, साथ ही अन्य मूल्यवान औद्योगिक रसायन भी बनते हैं।

हाइड्रोजन उत्पादन के लिए पारंपरिक जल विभाजन की तुलना में, यह दृष्टिकोण अधिक ऊर्जा-कुशल हो सकता है। प्लास्टिक का ऑक्सीकरण आसान होता है, जिससे प्रतिक्रियाओं को कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और बड़े पैमाने पर उपयोग की संभावना बढ़ जाती है।

एडिलेड विश्वविद्यालय के केमिकल इंजीनियरिंग स्कूल के वरिष्ठ लेखक प्रोफेसर जियाओगुआंग डुआन के अनुसार, हाल के प्रयोगों ने मजबूत परिणाम दिए हैं।

शोधकर्ताओं ने उच्च स्तर के हाइड्रोजन उत्पादन के साथ-साथ एसिटिक एसिड और यहां तक कि डीजल-रेंज हाइड्रोकार्बन के निर्माण की सूचना दी है। कुछ सिस्टम लगातार 100 घंटे से अधिक समय तक चले हैं, जो बेहतर स्थिरता और प्रदर्शन प्रदर्शित करते हैं।

इस प्रगति के बावजूद, प्रौद्योगिकी को व्यापक रूप से अपनाए जाने से पहले कई बाधाओं को दूर किया जाना चाहिए।

"एक प्रमुख बाधा प्लास्टिक कचरे की जटिलता है," प्रो. डुआन ने कहा। "विभिन्न प्रकार के प्लास्टिक रूपांतरण के दौरान अलग-अलग व्यवहार करते हैं, और रंगों और स्टेबलाइजर्स जैसे योजक प्रक्रिया में हस्तक्षेप कर सकते हैं। इसलिए प्रदर्शन और उत्पाद गुणवत्ता को अधिकतम करने के लिए कुशल छंटाई और पूर्व-उपचार आवश्यक है।"

एक अन्य महत्वपूर्ण मुद्दा फोटोकैटलिस्ट से संबंधित है। इन सामग्रियों को अत्यधिक चयनात्मक और टिकाऊ होना चाहिए, जो प्रभावशीलता खोए बिना मांग वाली रासायनिक स्थितियों में काम करने में सक्षम हों। वर्तमान संस्करण समय के साथ खराब हो सकते हैं, जो उनकी दीर्घकालिक विश्वसनीयता को सीमित करता है।

"प्रयोगशाला की सफलता और वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग के बीच अभी भी एक अंतर है," प्रो. डुआन ने कहा। "हमें अधिक मजबूत उत्प्रेरक और बेहतर सिस्टम डिजाइन की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि प्रौद्योगिकी बड़े पैमाने पर कुशल और आर्थिक रूप से व्यवहार्य है।"

अंतिम उत्पादों को अलग करना भी एक चुनौती है। प्रतिक्रियाएं अक्सर गैसों और तरल पदार्थों का मिश्रण उत्पन्न करती हैं, जिन्हें ऊर्जा-गहन प्रक्रियाओं के माध्यम से अलग किया जाना चाहिए। इससे समग्र पर्यावरणीय लाभ कम हो सकते हैं।

इन मुद्दों को दूर करने के लिए, शोधकर्ता एक अधिक एकीकृत रणनीति की आवश्यकता पर जोर देते हैं। इसमें उत्प्रेरक डिजाइन, रिएक्टर इंजीनियरिंग और समग्र सिस्टम ऑप्टिमाइजेशन में सुधार शामिल है। निरंतर-प्रवाह रिएक्टर, सौर को तापीय या विद्युत ऊर्जा के साथ संयोजित करने वाले सिस्टम, और दक्षता में सुधार के लिए उन्नत निगरानी उपकरण जैसे नए विचारों की खोज की जा रही है।

आगे देखते हुए, टीम ने प्रौद्योगिकी को बढ़ाने के लिए कदम उठाए हैं। उनके लक्ष्यों में ऊर्जा दक्षता बढ़ाना और आने वाले दशकों में निरंतर औद्योगिक संचालन को सक्षम करना शामिल है।

"यह एक रोमांचक और तेजी से विकसित होने वाला क्षेत्र है।"