कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अति पतली, लचीली “कृत्रिम पत्तियां” विकसित की हैं जो सूर्य के प्रकाश और पानी से स्वच्छ ईंधन उत्पन्न करती हैं। उपकरण उस प्रक्रिया से प्रेरणा लेते हैं जिसके द्वारा पौधे प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से सूर्य के प्रकाश को भोजन में परिवर्तित करते हैं। क्योंकि ये स्वायत्त उपकरण हैं जो तैरने के लिए पर्याप्त प्रकाश हैं, इनका उपयोग जमीन पर जगह न लेते हुए बड़े पैमाने पर पेट्रोल के लिए एक स्थायी विकल्प उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।
यूनिवर्सिटी प्रेस स्टेटमेंट के अनुसार, यह पहली बार है कि पानी पर स्वच्छ ईंधन उत्पन्न हुआ है और इस तकनीक का संभावित रूप से प्रदूषित जलमार्गों, बंदरगाहों या समुद्र में भी इस्तेमाल किया जा सकता है ताकि वैश्विक शिपिंग उद्योग की जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करने में मदद मिल सके। शोध पत्रिका में प्रकाशित किया गया है प्रकृति.
हल्की पत्तियों का कैम नदी पर बाहर परीक्षण किया जा चुका है और उन्होंने कथित तौर पर प्रदर्शित किया है कि वे सूर्य के प्रकाश को उतनी ही कुशलता से ईंधन में परिवर्तित कर सकते हैं जितनी कुशलता से पौधे की पत्तियां कर सकती हैं। परीक्षणों से पता चला कि कृत्रिम पत्ते पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित कर सकते हैं या कार्बन डाइऑक्साइड को सिनगैस में कम कर सकते हैं। सिनगैस या सिंथेटिक गैस कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन का मिश्रण है जिसे ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
पिछले कुछ वर्षों में, पवन और सौर जैसी अक्षय ऊर्जा प्रौद्योगिकियां काफी सस्ती और अधिक सुलभ हो गई हैं। लेकिन कई उद्योगों के लिए, वे एक अव्यवहारिक समाधान बने हुए हैं। शिपिंग एक ऐसा उद्योग है। 2018 की अंकटाड की रिपोर्ट के अनुसार, वैश्विक व्यापार का 80 प्रतिशत से अधिक मालवाहक जहाजों द्वारा सुगम किया जाता है जो जीवाश्म ईंधन द्वारा संचालित होते हैं।
विश्वविद्यालय के प्रोफेसर और अध्ययन के सह-प्रमुख लेखक इरविन रीस्नर और उनका शोध समूह कई वर्षों से इस समस्या का समाधान करने के लिए काम कर रहे हैं। रीस्नर और उनकी टीम ने प्रकाश संश्लेषण के सिद्धांतों के आधार पर पेट्रोल के लिए स्थायी समाधान विकसित करने पर ध्यान केंद्रित किया। उन्होंने कृत्रिम पत्ती का पहला संस्करण विकसित किया जो 2019 में सिनगैस बनाता है।
पहला प्रोटोटाइप उपयुक्त उत्प्रेरक के साथ दो प्रकाश-अवशोषित सामग्री के संयोजन से ईंधन उत्पन्न करता है। लेकिन डिवाइस भारी था क्योंकि इसमें मोटे ग्लास सबस्ट्रेट्स और नमी-सुरक्षात्मक कोटिंग्स शामिल थे।
“हम देखना चाहते थे कि हम इन उपकरणों का उपयोग करने वाली सामग्रियों को कितनी दूर तक ट्रिम कर सकते हैं, जबकि उनके प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करते हैं। अगर हम सामग्री को इतनी दूर तक ट्रिम कर सकते हैं कि वे तैरने के लिए पर्याप्त प्रकाश हैं, तो यह पूरी तरह से नए तरीके खोलता है कि इन कृत्रिम पत्तियों का उपयोग किया जा सकता है, “रीस्नर ने एक विश्वविद्यालय प्रेस बयान में कहा।
लघुकरण प्रौद्योगिकियों ने इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में क्रांति ला दी है, जिससे स्मार्टफोन और लचीले डिस्प्ले का निर्माण हुआ है। इससे प्रेरणा लेते हुए शोधकर्ताओं ने पत्ती के एक नए संस्करण के निर्माण पर काम किया। लेकिन डिवाइस को ट्रिम करने के लिए, शोधकर्ताओं को पानी की घुसपैठ से सुरक्षित रहते हुए हल्के सब्सट्रेट पर प्रकाश अवशोषक जमा करने के लिए एक विधि खोजने की जरूरत है।
टीम ने पतली फिल्म धातु ऑक्साइड और “पेरोव्स्काइट” सामग्री का उपयोग करके इस चुनौती को पार कर लिया, जिसे लचीला प्लास्टिक और धातु फोइल पर लेपित किया जा सकता है। डिवाइस को माइक्रोमीटर पतली जल-विकर्षक कार्बन-आधारित परतों के साथ कवर किया गया था जो नमी के क्षरण को रोकता था। निर्माण के बाद, शोधकर्ताओं ने एक उपकरण के साथ समाप्त किया जो दोनों काम करते थे और एक असली पत्ते की तरह दिखते थे।
कैम नदी के साथ एक कृत्रिम पत्ता और पृष्ठभूमि में कुछ बत्तखें। (छवि क्रेडिट: कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय)
“यह अध्ययन दर्शाता है कि कृत्रिम पत्ते आधुनिक निर्माण तकनीकों के अनुकूल हैं, जो सौर ईंधन उत्पादन के स्वचालन और अप-स्केलिंग की दिशा में एक प्रारंभिक कदम का प्रतिनिधित्व करते हैं। ये पत्ते अधिकांश सौर ईंधन प्रौद्योगिकियों के लाभों को जोड़ते हैं, क्योंकि वे पाउडर निलंबन के कम वजन और वायर्ड सिस्टम के उच्च प्रदर्शन को प्राप्त करते हैं, “पत्र के सह-प्रमुख लेखक वर्जिल आंद्रेई ने एक विश्वविद्यालय प्रेस बयान में कहा।
आंद्रेई ने ईंधन संश्लेषण के लिए सौर खेतों के निर्माण के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग करने की कल्पना की, जिसका उपयोग तटीय बस्तियों और दूरदराज के द्वीपों की आपूर्ति के लिए किया जा सकता है। उनका उपयोग औद्योगिक तालाबों को ढंकने या सिंचाई नहरों को वाष्पीकरण से बचाने के लिए भी किया जा सकता है।