वैज्ञानिक ने सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके प्लास्टिक को उपयोगी रसायनों में बदलते हैं

सिंगापुर के नानयांग टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी (एनटीयू सिंगापुर) के केमिस्ट्स ने एक ऐसा तरीका खोजा है, जो सूरज की रोशनी का उपयोग करके प्लास्टिक कचरे को बहुमूल्य रसायनों में बदल सकता है
प्रयोगशाला प्रयोगों में, अनुसंधान दल ने प्लास्टिक को अपने उत्प्रेरक के साथ एक विलायक में मिलाया, जो प्रकाश ऊर्जा को घोलने और विघटित प्लास्टिक को फार्मिक एसिड में परिवर्तित करने की अनुमति देता है - जो बिजली बनाने के लिए ईंधन कोशिकाओं में प्रयुक्त रसायन है।

 एडवांस्ड साइंस में उनके काम की रिपोर्ट करते हुए, शारीरिक और गणितीय विज्ञान के स्कूल से NTU असिस्टेंट प्रोफेसर सू हान सेन की अगुवाई वाली टीम ने सस्ती, जैव-उपयोगी धातु वैनेडियम से उनका उत्प्रेरक बनाया, जो आमतौर पर वाहनों के लिए स्टील मिश्र धातुओं में इस्तेमाल किया जाता है और विमान के लिए एल्यूमीनियम मिश्र।

 जब एक गैर-बायोडिग्रेडेबल उपभोक्ता प्लास्टिक जैसे पॉलीइथाइलीन और कृत्रिम सूरज की रोशनी के संपर्क में घोल में वैनेडियम आधारित उत्प्रेरक को भंग कर दिया गया, तो उसने छह दिनों में प्लास्टिक के भीतर कार्बन-कार्बन के बंधनों को तोड़ दिया।

 इस प्रक्रिया ने पॉलीइथाइलीन को फार्मिक एसिड में बदल दिया, जो प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले संरक्षक और जीवाणुरोधी एजेंट हैं, जिनका उपयोग ऊर्जा उत्पादन के लिए बिजली संयंत्रों और हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों में भी किया जा सकता है।

 एसिस्ट प्रो सू ने कहा, "हमने ईंधन और अन्य रासायनिक उत्पादों के निर्माण के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने के लिए टिकाऊ और लागत प्रभावी तरीके विकसित करने का लक्ष्य रखा है।"  "यह नया रासायनिक उपचार पहली रिपोर्ट की गई प्रक्रिया है जो दृश्य प्रकाश का उपयोग करके पॉलीथीन जैसे एक गैर-बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक को पूरी तरह से तोड़ सकती है और एक उत्प्रेरक जिसमें भारी धातुएं नहीं होती हैं।"

 सिंगापुर में, अधिकांश प्लास्टिक कचरे को उकसाया जाता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड जैसी ग्रीनहाउस गैसों का उत्पादन होता है, और बचे हुए द्रव्यमान-बर्न राख को सेमाकौ लैंडफिल में ले जाया जाता है, जो 2035 तक अंतरिक्ष से बाहर चलने का अनुमान है।

 इस तरह के संसाधनों को बर्बाद करने के लिए पर्यावरण के अनुकूल उत्प्रेरक के रूप में अभिनव शून्य-अपशिष्ट समाधान विकसित करना, एक स्थायी भविष्य को विकसित करने के लिए NTU स्मार्ट कैम्पस विजन का हिस्सा है।

रसायनों को परिवर्तित करने के लिए सूर्य से ऊर्जा का उपयोग करना

 वैनेडियम-आधारित उत्प्रेरक, जो कार्बनिक समूहों द्वारा समर्थित है और आमतौर पर LV (O) के रूप में संक्षिप्त है, रासायनिक प्रतिक्रिया को चलाने के लिए प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करता है और इसे फोटोकैटलिस्ट के रूप में जाना जाता है।

 Photocatalysts रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सूर्य के प्रकाश द्वारा संचालित करने में सक्षम बनाते हैं, उद्योग में किए गए अधिकांश प्रतिक्रियाओं के विपरीत, जिन्हें गर्मी की आवश्यकता होती है, आमतौर पर जीवाश्म ईंधन के जलने से उत्पन्न होती है।

नए फोटोकैटलिस्ट के अन्य फायदे हैं कि यह प्लैटिनम, पैलेडियम या रूथेनियम जैसे महंगे या विषाक्त धातुओं से बने आम उत्प्रेरक के विपरीत, कम लागत, प्रचुर मात्रा में और पर्यावरण के अनुकूल है।

 हालांकि वैज्ञानिकों ने अपशिष्ट प्लास्टिक को उपयोगी रसायनों में बदलने के लिए अन्य तरीकों की कोशिश की है, कई दृष्टिकोणों में अवांछनीय अभिकर्मकों या कई पैमाने शामिल हैं।

 एक उदाहरण फोटोरफॉर्मिंग नामक एक दृष्टिकोण है, जहां हाइड्रोजन गैस का उत्पादन करने के लिए प्लास्टिक को पानी और सूरज की रोशनी के साथ जोड़ा जाता है, लेकिन इसके लिए कैडमियम, एक विषैले भारी धातु वाले उत्प्रेरक के उपयोग की आवश्यकता होती है।  अन्य तरीकों से प्लास्टिक को कठोर रासायनिक समाधान के साथ इलाज करने की आवश्यकता होती है जो कि संभाल करने के लिए खतरनाक हैं।

 अधिकांश प्लास्टिक गैर-बायोडिग्रेडेबल होते हैं क्योंकि उनमें कार्बन-कार्बन बॉन्ड नामक असाधारण रूप से निष्क्रिय रासायनिक बंधन होते हैं, जो उच्च तापमान के आवेदन के बिना आसानी से टूट नहीं जाते हैं।

 एनटीयू अनुसंधान दल द्वारा विकसित नया वैनेडियम-आधारित फोटोकैटलिस्ट विशेष रूप से इन बॉन्ड्स को तोड़ने के लिए बनाया गया था, और ऐसा पास के रासायनिक समूह पर एक अल्कोहल समूह के रूप में जाना जाता है और सूरज की रोशनी से अवशोषित ऊर्जा का उपयोग करके एक जिपर की तरह अणु को उकेरने के लिए किया जाता है।

 जैसा कि प्रयोगशाला स्तर पर प्रयोग किए गए थे, पहले प्लास्टिक के नमूनों को एक विलायक में 85 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके, उत्प्रेरक से पहले, जो पाउडर के रूप में होता है, को भंग कर दिया गया था।  फिर कुछ दिनों तक कृत्रिम धूप के संपर्क में आने से इस घोल को निकाला गया।  इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए टीम ने दिखाया कि उनके फोटोकैटलिस्ट 30 से अधिक विभिन्न यौगिकों में कार्बन-कार्बन बॉन्ड को तोड़ने में सक्षम थे और परिणामों ने पर्यावरण के अनुकूल, कम लागत वाली फोटोकैटलिस्ट की अवधारणा का प्रदर्शन किया।

 अनुसंधान टीम अब उस प्रक्रिया में सुधार कर रही है जो प्लास्टिक के टूटने से हाइड्रोजन गैस जैसे अन्य उपयोगी रासायनिक ईंधन का उत्पादन करने की अनुमति दे सकती है।