অস্ট্রেলিয়ার ডেকিন ইউনিভার্সিটির ন্যানোটেকনোলজি গবেষকরা ঘোষণা করেছেন যে তারা পাউডার আকারে হাইড্রোজেন সহ ঘরের তাপমাত্রার গ্যাসগুলি সংরক্ষণ করার একটি কার্যকর এবং নিরাপদ উপায় খুঁজে পেয়েছেন। তাদের প্রক্রিয়াটি পেট্রোকেমিক্যাল শিল্পে সত্যিকার অর্থে বিপ্লব ঘটাতে পারে এবং পরিবহন সেক্টরের শক্তি পরিবর্তনকে ত্বরান্বিত করতে পারে। হাইড্রোজেন যানবাহন ব্যাপকভাবে গ্রহণের প্রধান বাধা - যা গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন কমাতে সাহায্য করবে - স্টোরেজ অসুবিধা এবং ফুটো হলে বিস্ফোরণের ঝুঁকি। বায়বীয় আকারে, হাইড্রোজেন বিস্ফোরক এবং দাহ্য। খুব কম ঘনত্ব, স্টোরেজ ভলিউম সীমিত করার জন্য এটি খুব দৃঢ়ভাবে সংকুচিত হতে হবে এবং ফুটো হওয়ার ঝুঁকি বিশেষভাবে বেশি; এর তরলীকরণের জন্য এটিকে -253 ডিগ্রি সেলসিয়াস-এ ঠান্ডা করা প্রয়োজন - দুটি অপারেশন যা উভয়ই খুব শক্তি-নিবিড়। গবেষকদের একটি দল এই সমস্ত সমস্যাগুলির জন্য একটি উপায় খুঁজে পেয়ে থাকতে পারে: তাদের পদ্ধতির সাহায্যে বিপুল পরিমাণ গ্যাস আলাদা করা, সংরক্ষণ করা এবং নিরাপদে পরিবহন করা যায়, ক্ষতি ছাড়াই।
হাইড্রোজেন স্টোরেজের জন্য প্রযোজ্য একটি পৃথকীকরণ কৌশল হাইড্রোজেন সংরক্ষণ করা জটিল হলেও, জীবাশ্ম জ্বালানি নিষ্কাশন এবং পরিশোধনের সময় নির্গত হওয়া হাইড্রোকার্বন গ্যাসের মিশ্রণের মতো গ্যাস মিশ্রণগুলিকে আলাদা করা আরও জটিল। বর্তমানে, গ্যাসগুলি তরল না হওয়া পর্যন্ত খুব কম তাপমাত্রায় শীতল করার মাধ্যমে পৃথকীকরণ করা হয়। তারপরে মিশ্রণটি উত্তপ্ত হয়: বিভিন্ন গ্যাস বিভিন্ন তাপমাত্রায় বাষ্পীভূত হয়, যা তাদের আলাদা করতে দেয়। "ক্রায়োজেনিক পাতন" নামে পরিচিত এই প্রক্রিয়াটি বিশেষভাবে শক্তি-নিবিড়: এটি বিশ্বব্যাপী শক্তি খরচের 10 থেকে 15% প্রতিনিধিত্ব করে।
ডেকিন ইউনিভার্সিটির গবেষকরা একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন পদ্ধতি তৈরি করেছেন, যার জন্য শুধুমাত্র অল্প পরিমাণে শক্তি প্রয়োজন এবং কোন বর্জ্য উৎপন্ন হয় না। তাদের প্রক্রিয়া মেকানো-রসায়নের উপর ভিত্তি করে - একটি শব্দ যা যান্ত্রিক শক্তি দ্বারা প্ররোচিত রাসায়নিক বিক্রিয়াকে অন্তর্ভুক্ত করে (এবং যেমন তাপমাত্রা বা আলো দ্বারা নয়)। এতে বোরন নাইট্রাইড পাউডার (সূত্র BN) এবং একটি বল মিল জড়িত - একটি ঘূর্ণায়মান সিলিন্ডার যাতে ছোট স্টেইনলেস স্টিলের বল থাকে, যা নড়াচড়ার দ্বারা চালিত হয়ে ক্রমাগত গড়িয়ে পড়ে এবং ভিতরে ফিরে যায়।
দলটি আবিষ্কার করেছে যে খুব নির্দিষ্ট তীব্রতা এবং চাপে গ্যাসের মিশ্রণের উপস্থিতিতে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বোরন নাইট্রাইড পিষে পাউডারে গ্যাসগুলির একটির শোষণকে ট্রিগার করা সম্ভব করেছে। তাদের সব একই হারে শোষিত হয় না, যা তাদের আলাদা করা যায়। পরে গ্যাস পুনরুদ্ধার করতে কেবল ভ্যাকুয়ামের নীচে পাউডার গরম করুন - গরম করার তাপমাত্রা প্রতিটি গ্যাসের জন্য নির্দিষ্ট।
একটি প্রক্রিয়া যার জন্য সামান্য শক্তি প্রয়োজন গবেষণার প্রথম লেখক ডঃ শ্রীকান্ত মাতেতি বলেছেন যে তিনি সত্যই বিশ্বাস করতে পারার আগে তাকে পরীক্ষাটি 20 থেকে 30 বার পুনরাবৃত্তি করতে হয়েছিল! কোন সন্দেহ ছিল না: গ্যাসটি ডিভাইস থেকে ফুটো হয়নি, কিন্তু প্রকৃতপক্ষে পাউডার দ্বারা শোষিত হয়েছিল। বোরন নাইট্রাইড পাউডার এই ব্যবহারের জন্য আদর্শ, কারণ এটি খুব সূক্ষ্ম কিন্তু একটি বড় শোষণ পৃষ্ঠ রয়েছে। এটি নির্দিষ্ট কিছু গ্যাসের সাথে পুরোপুরি ভালভাবে আবদ্ধ হয়, বিশেষ করে অ্যালকেনিস (পূর্বে ওলেফিন নামে পরিচিত) এবং অ্যালকাইনের শ্রেণীর অন্তর্গত, যেমন ইথিলিন এবং অ্যাসিটিলিন - নাইট্রোজেন পরমাণুগুলি গ্যাসগুলির কার্বন পরমাণুর সাথে আবদ্ধ হয়।
তাদের পরীক্ষার জন্য, ম্যাটেরিয়ালস টুডে জার্নালে বর্ণিত, দলটি অ্যালকেন, অ্যালকাইন এবং অ্যালকেন গ্যাসের মিশ্রণ ব্যবহার করেছিল। কিছু দ্রুত শোষিত হয় (দুই ঘন্টার মধ্যে), অন্যরা 20 ঘন্টা পরেও আংশিকভাবে শোষণ করে। এই মুহুর্তে প্রক্রিয়াটি তাই অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ, কিন্তু ইং ইয়ান চেন, ডিকিন বিশ্ববিদ্যালয়ের ফ্রন্টিয়ার ম্যাটেরিয়ালস ইনস্টিটিউটের অধ্যাপক এবং অধ্যয়নের সহ-লেখক, নিশ্চিত যে এটি শুধুমাত্র কনফিগারেশন এবং উপকরণ পছন্দের বিষয়।
প্রক্রিয়াটির অনেক সুবিধা রয়েছে। প্রারম্ভিকদের জন্য, এটির সামান্য শক্তির প্রয়োজন: 77 লিটার গ্যাস আলাদা করতে এবং সঞ্চয় করতে প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 1000 কিলোজুল - যা বর্তমানে তেল শিল্পে ব্যবহৃত পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির চেয়ে 90% কম। তারপরে, বোরন নাইট্রাইড বেশ কয়েকবার পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে এবং প্রতিটি গ্যাস স্টোরেজ এবং রিলিজ চক্রের সাথে এর শোষণ ক্ষমতার একটি ছোট অংশ হারায়। যাইহোক, গবেষকরা পাউডারটিকে এমনভাবে চিকিত্সা করার সম্ভাবনা অধ্যয়ন করছেন যাতে প্রতিবার এই শোষণ ক্ষমতা পুনরুদ্ধার করা যায়।
নিরাপদ, ব্যবহারিক এবং দক্ষ স্টোরেজের দিকে এখন পর্যন্ত, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে মিথেন এবং অ্যাসিটিলিনের মতো বিভিন্ন ধরনের হাইড্রোকার্বন গ্যাসকে আলাদা করা সম্ভব, যা সহজে এবং দক্ষতার সাথে সংরক্ষণ করা যেতে পারে। আরও স্পষ্টভাবে, তারা অ্যাসিটিলিনের জন্য 708 cm3/g এবং ইথিলিনের জন্য 1048 cm3/g এর শোষণ ক্ষমতা রিপোর্ট করে। প্রক্রিয়াটি উল্লেখযোগ্যভাবে পেট্রোকেমিক্যাল শিল্পে শক্তি খরচ (এবং খরচ) কমাতে পারে।
তবে এটিই সব নয়: চেন এবং তার সহকর্মীরা আত্মবিশ্বাসী যে প্রক্রিয়াটি হাইড্রোজেন বা কার্বন ডাই অক্সাইডের মতো অন্যান্য গ্যাস সঞ্চয় করতেও কাজ করতে পারে। এটি বিশেষত হাইড্রোজেনের মধ্যে থাকা কার্বন অমেধ্য দূর করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা জ্বালানী কোষের সঠিক কার্যকারিতার গ্যারান্টি দেয়।
“কোন বর্জ্য নেই, প্রক্রিয়াটির জন্য কঠোর রাসায়নিকের প্রয়োজন হয় না এবং কোনও উপজাত তৈরি করে না। বোরন নাইট্রাইড নিজেই একটি স্তর 0 রাসায়নিক হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, যার অর্থ এমন একটি পণ্য যা আপনার বাড়িতে থাকা নিরাপদ। এর মানে হল আপনি যেকোন জায়গায় হাইড্রোজেন সঞ্চয় করতে পারেন এবং যখনই আপনার প্রয়োজন হয় তখনই এটি ব্যবহার করতে পারেন,” ডঃ মাতেটি সংক্ষিপ্ত করেন। ইতিমধ্যে, দলটি ইতিমধ্যে এই উদ্ভাবনী প্রক্রিয়াটির জন্য একটি অস্থায়ী পেটেন্ট আবেদন দাখিল করেছে।
"হাইড্রোজেনের মতো ক্লিনার বায়বীয় জ্বালানির আরও দক্ষ ব্যবহার কার্বন নিঃসরণ কমাতে এবং গ্লোবাল ওয়ার্মিং কমানোর জন্য একটি বিকল্প পদ্ধতি," ইং ইয়ান চেন স্মরণ করে। কিন্তু তার আগে, গবেষকদের অবশ্যই একটি ব্যবহারিক প্রয়োগ বিকাশের জন্য শিল্পের সাথে তাদের পদ্ধতি যাচাই করতে হবে।