सर्च-रिसर्च : कार्बनचे इंधन करणारा परीस

सम्राट कदम
Monday, 9 March 2020

कार्बन! जीवसृष्टीसाठी हायड्रोजन, ऑक्‍सिजननंतरचे सर्वांत महत्त्वाचे मूलद्रव्य म्हणजे कार्बन. वनस्पतींच्या प्रकाशसंश्‍लेषण क्रियेपासून ते अनमोल हिऱ्यापर्यंत सर्वत्र कार्बनचे अस्तित्व आहे.

कार्बन! जीवसृष्टीसाठी हायड्रोजन, ऑक्‍सिजननंतरचे सर्वांत महत्त्वाचे मूलद्रव्य म्हणजे कार्बन. वनस्पतींच्या प्रकाशसंश्‍लेषण क्रियेपासून ते अनमोल हिऱ्यापर्यंत सर्वत्र कार्बनचे अस्तित्व आहे. जीवसृष्टीचे चलनवलन जेवढे ‘कार्बन सायकल’वर अवलंबून आहे, तेवढाच धोकाही वाढलेल्या कार्बन उत्सर्जनाचा आहे. कारखाने, खाणी, वाहने आदींमधून उत्सर्जित होणाऱ्या वायूंमध्ये कार्बन डाय-ऑक्‍साईड, मोनॉक्‍साईड आदींचे प्रमाण जास्त असते. सूर्याची उष्णता शोषून धरण्याचा गुणधर्म कार्बनमध्ये आहे. परिणामी त्याच्या वाढलेल्या प्रमाणामुळे जागतिक स्तरावर तापमानात मोठी वाढ झाली आहे. त्याचा थेट परिणाम जीवसृष्टीवर होत आहे. या प्रक्रियेला हरितगृह वायू परिणाम (ग्रीन हाउस इफेक्‍ट) म्हटले जाते. कार्बनचे वाढत जाणारे प्रमाण रोखण्यासाठी शास्त्रज्ञ विविध प्रयत्न करत आहेत, जेणेकरून कार्बनपासून जीवसृष्टीच्या उपयोगात येईल, अशा घटकांची निर्मिती करता येईल. असाच प्रयत्न ऊर्जा क्षेत्रातील शास्त्रज्ञ करत आहेत. दक्षिण कोरियातील ‘द कोरियन ॲडव्हान्स इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स अँड टेक्‍नॉलॉजी’मधील शास्त्रज्ञांना कार्बनपासून इंधन आणि हायड्रोजन गॅस तयार करणाऱ्या उत्प्रेरकाचा (कॅटॅलिस्ट) शोध घेण्यात यश आले आहे.  

ताज्या बातम्यांसाठी डाऊनलोड करा ई-सकाळचे ऍप 

इंधन, औषधनिर्मिती, बांधकाम, उद्योग, रासायनिक कारखाने आदींमध्ये असलेल्या कार्बनची गरज लक्षात घेता जगामध्ये ‘कार्बन अर्थव्यवस्था’ निर्माण झाली आहे, त्यामुळे वातावरणातील अतिरिक्त कार्बनचा पुनर्वापर करून जागतिक तापमानवाढीला वेसण घालण्याचा प्रयत्न शास्त्रज्ञ करत आहेत. दक्षिण कोरियातील शास्त्रज्ञांनी शोधलेल्या या उत्प्रेरकामुळे या अर्थव्यवस्थेला चालना मिळेल; पण त्याचबरोबर हरितगृह वायू परिणामालाही तोंड देता येईल, असे सांगितले जाते. या पथकातील प्रमुख संशोधक डॉ. कॅफर टी. याऊज म्हणतात, ‘‘वातावरणातील कार्बन डाय-ऑक्‍साईड आणि मिथेनचे सलग प्रक्रियेने आणि कोणताही अडथळा न येता रूपांतर करण्यात हा उत्प्रेरक यशस्वी ठरला आहे. पृथ्वीवर पुरेशा प्रमाणात आढळणारे निकेल, मॅग्नेशियम आणि मॉलिब्डेनम यांपासून हा उत्प्रेरक तयार करण्यात आला आहे. हा उत्प्रेरक अभिक्रियेला सुरुवात करतोच; पण त्याचबरोबर तिचा वेगही वाढवतो. या प्रक्रियेतून इंधनरूपी हायड्रोजन मिळतो.’’ विशेष म्हणजे हा उत्प्रेरक महिन्यापेक्षा जास्त कालावधीपर्यंत कार्यरत असतो.

कार्बन डाय-ऑक्‍साईडसारख्या हानिकारक वायूपासून इंधन, प्लॅस्टिक आणि औषधी रसायने बनविण्याची पद्धत या आधीही अस्तित्वात होती; पण त्यामध्ये वापरण्यात येणारी रसायने ही दुर्मीळ आणि महागड्या प्लॅटिनम, रिहोडियम अशा मूलद्रव्यांपासून बनलेली होती. तसेच, अभिक्रियेचा वेग आणि मिळणारे उत्पादन यामध्येही फरक होता. निकेलच्या वापराद्वारे शास्त्रज्ञांनी या आधीही उत्प्रेरक तयार करण्याचा प्रयत्न केला होता; पण अभिक्रियेत निर्माण होणारे कार्बन संयुग उत्प्रेरकाच्या पृष्ठभागावर साचत असे, पर्यायाने काही कालावधीत उत्प्रेरकच निकामी होत असे. यावर उपाय म्हणून दक्षिण कोरियातीला शास्त्रज्ञांनी निकेल- मॉलिब्डेनमच्या नॅनोपार्टिकलची बांधणी सिंगल क्रिस्टलाइन मॅग्नेशियम ऑक्‍साईडच्या सान्निध्यात केली. नंतर तयार उत्प्रेरकाला क्रियाशील वायूंच्या साह्याने तापवले. यातून तयार झालेला निकेल- मॉलिब्डेनमचा उत्प्रेरक कार्बनच्या अणूंना स्वतःच्या पृष्ठभागावर थारा देत नाही. पर्यायाने या उत्प्रेरकामुळे अभिक्रियेचा वेग तर वाढलाच; पण त्याचबरोबर त्याचा कार्यकाळही वाढला. 

पृथ्वीवर दीर्घ काळापर्यंत जीवसृष्टीचे अस्तित्व टिकावे आणि मानवी वसाहतीचा शाश्‍वत विकास आणि ऊर्जेची गरज पूर्ण व्हावी, यासाठी शास्त्रज्ञ प्रयत्नशील आहेत. माणसाच्या विकासाच्या प्रक्रियेत निर्माण झालेला अतिरिक्त कार्बन माणसाच्या अस्तित्वालाच आव्हान देत आहे. ऊर्जापूर्तता आणि हरितगृह वायूंचा परिणाम यांचा सुवर्णमध्य साधण्याचा प्रयत्न अशा संशोधनातून होत आहे, यात शंका नाही.


स्पष्ट, नेमक्या आणि विश्वासार्ह बातम्या वाचण्यासाठी 'सकाळ'चे मोबाईल अॅप डाऊनलोड करा
Web Title: samrat kadam article Carbon