अर्द्ध प्रकाश संश्लेषणातून हायड्रोजन निर्मिती

    दिनांक  09-Sep-2018   




हायड्रोजनचा सर्वात मोठा लाभ हा आहे की, मानवाला माहिती असलेल्या इंधनांपैकी प्रति युनिट द्रव्यमान ऊर्जा हायड्रोजनमध्ये सर्वाधिक आहे आणि त्याच्या ज्वलनानंतर उप उत्पादनाच्या रुपात पाण्याचे उत्सर्जन होते. याचमुळे हायड्रोजन हा केवळ ऊर्जा क्षमतेने युक्त असा स्रोत नाही, तर पर्यावरणालाही अनुकूल आहे.

 


ज्या वेगाने देशाचीच नव्हे तर जगाचीही लोकसंख्या वाढत आहे, तितक्याच वेगाने इंधनाचा खप वाढत आहे. पारंपारिक इंधनसाठ्याच्या उपलब्धतेला मर्यादा असल्याने झपाट्याने वाढणाऱ्या लोकसंख्येच्या ऊर्जाविषयक गरजा भागवणे जिकीरीचे झाल्याचे आपण गेल्या काही काळापासून पाहतोच आहोत. वाढती इंधनगरज भागवण्यासाठी वैज्ञानिकही पर्यायी इंधननिर्मितीसाठी प्रयत्नरत आहेत. याच संशोधन साखळीतून वैज्ञानिकांच्या हाती एक मोठे यश आले आहे. वैज्ञानिकांनी एक अशी अर्द्ध कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण प्रणाली विकसित केली आहे, ज्यामुळे सूर्यप्रकाशाचा वापर करून पाण्यातून हायड्रोजन इंधन तयार केले जाऊ शकते. या प्रणालीच्या शोधाने उत्साहित झालेल्या वैज्ञानिकांनी म्हटले की, ही प्रणाली इंधनाची समस्या संपवण्यासाठी यशस्वी सिद्ध होऊ शकते. कारण वैज्ञानिकांच्या मते, अर्द्ध कृत्रिम प्रकाश संश्लेषणाच्या साह्याने तयार केलेला हायड्रोजन हा ऊर्जेचा अमर्यादित आणि अक्षय स्रोत आहे.

 

प्रकाश संश्लेषण : पृथ्वीवरील महत्त्वपूर्ण रासायनिक क्रिया

प्रकाश संश्लेषण’ ही एक अशी प्रक्रिया आहे, ज्यात वनस्पती-झाडे-झुडूपे सूर्यप्रकाशाचे रूपांतर ऊर्जेमध्ये करतात. या प्रक्रियेमध्ये ज्यावेळी वनस्पती-झाडा-झुडूपांद्वारे शोषलेल्या पाण्याचे विभाजन होते, त्यानंतर सह उत्पादनाच्या रुपात ऑक्सिजन मुक्त होतो. पृथ्वीवर होणारी ही एक फार महत्त्वपूर्ण रासायनिक प्रक्रिया आहे, कारण जगातल्या मानवासह सर्वच सजीवांना याच प्रक्रियेद्वारे वनस्पतींपासून ऑक्सिजन उपलब्ध होतो. आता या प्रक्रियेच्या माध्यमातून पाण्याचे विभाजन झाल्यानंतर तयार झालेल्या हायड्रोजनचा प्रयोग नवीकरणीय ऊर्जेच्या स्रोताच्या रुपात केला जाऊ शकतो.

 

नव्या ऊर्जास्रोतांच्या शोधासाठी प्रयोग

ब्रिटनमधील प्रथितयश केंब्रिज विद्यापीठातील संशोधकांनी ऊर्जेच्या उत्पादन आणि त्याच्या संग्रहिकरणासाठी नव्या वाटा धुंडाळण्यासाठी अर्द्ध कृत्रिम प्रकाश संश्लेषणाचा प्रयोग केला. वैज्ञानिकांनी जैविक घटक आणि मानवनिर्मित तंत्रज्ञानाच्या एकत्रीकरणाचा उपयोग करून पाण्याचे हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनमध्ये विभाजन करण्यासाठी नैसर्गिक सूर्यप्रकाशाचा वापर केला.

 

उत्पादित आणि संग्रहित ऊर्जेच्या मात्रेत वाढ

आता संशोधकांनी नव्या प्रणालीच्या साह्याने केवळ उत्पादित आणि संग्रहित ऊर्जेच्या मात्रेमध्ये वाढ केली नाही, तर शैवालांमध्ये हजारो वर्षांपासून निष्क्रिय राहिलेल्या एका प्रक्रियेला सक्रिय करण्यातही यश मिळवले.कटारजीना सोको यांच्या मते, विकासाच्या कालावधीत ही प्रक्रिया निष्क्रिय झाली, कारण अस्तित्वासाठी त्याची गरज नव्हती, पण आम्ही ही निष्क्रियता नष्ट करण्यात यशस्वी झालो आहोत. या प्रक्रियेच्या साह्याने आपल्याला हव्या तेवढ्या पाण्याचे हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनमध्ये विभाजन करता येईल व नैसर्गिक रुपातील हायड्रोजन इंधन तयार केले जाऊ शकेल. या संशोधनातील निष्कर्षांचा वापर करून सौर ऊर्जेच्या रूपांतरणासाठी नव्या अभिनव मॉडेल सिस्टीम तयार केल्या जाऊ शकतील. नैसर्गिक प्रकाश संश्लेषण पुरेसे नाही केंब्रिज विद्यापीठातील पीएच.डीची विद्यार्थिनी असलेल्या कटारजीना सोको यांनी यासंदर्भात सांगितले की, नैसर्गिकरित्या होणारे प्रकाश संश्लेषण पाण्यातून हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन वेगळे करण्यासाठी पुरेसे नसते. कारण ही प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया केवळ जीवंत राहण्यासाठीच होणारी क्रिया असते. त्यामुळे या माध्यमातून केवळ वनस्पतींना जीवंत राहण्यासाठी आवश्यक असते, तेवढीच ऊर्जा तयार केली जाते.

 

आधी ही होती अडचण

संशोधकांच्या मते, आतापर्यंत कृत्रिम प्रकाश संश्लेषणाच्या साह्याने नवीकरणीय ऊर्जा तयार करण्यात यश येत नव्हते. कारण कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण क्रियेसाठी उत्प्रेरकांवर अवलंबून राहावे लागत असे, पण ही खूपच महागडी किंवा विषारी असत. याचमुळे आतापर्यंत याचा प्रयोग औद्योगिक स्तरावर ऊर्जेच्या उत्पादनासाठी होऊ शकला नाही.

 

काय आहे हायड्रोजन?

हायड्रोजन हा रंगहीन आणि गंधहीन वायू आहे. हायड्रोजनकडे पर्यावरणातील प्रदूषण मुक्त भविष्यातील ऊर्जेचा स्त्रोत म्हणून पाहिले जाते. वाहने तथा वीज उत्पादन क्षेत्रात हायड्रोजनच्या साह्याने नवनवीन प्रयोग केले गेले आहेत. हायड्रोजनचा सर्वात मोठा लाभ हा आहे की, मानवाला माहिती असलेल्या इंधनांपैकी प्रति युनिट द्रव्यमान ऊर्जा हायड्रोजनमध्ये सर्वाधिक आहे आणि त्याच्या ज्वलनानंतर उप उत्पादनाच्या रुपात पाण्याचे उत्सर्जन होते. याचमुळे हायड्रोजन हा केवळ ऊर्जा क्षमतेने युक्त असा स्रोत नाही, तर पर्यावरणालाही अनुकूल आहे.

 

हायड्रोजनचा उपयोग

हायड्रोजनचा उपयोग औद्योगिक क्षेत्रात रासायनिक पदार्थाच्या रुपात तर केला जातोच पण वाहनांमध्ये इंधनाच्या रुपातही करता येऊ शकतो. अंतर्गत ज्वलन इंजीन आणि इंधन सेल्सच्या साह्याने वीज उत्पादनासाठीही हायड्रोजनचा वापर करता येऊ शकतो. भारताचा विचार करता सध्या देशात हायड्रोजनवर चालणाऱ्या अंतर्गत ज्वलन इंजीन, हायड्रोजनयुक्त सीएनजी आणि डीझेलच्या उपयोगाच्या दृष्टीने संशोधन आणि विकास प्रकल्प तथा हायड्रोजन इंधनावर चालणाऱ्या वाहनांचा विकास केला जात आहे.

 
 
 

माहितीच्या महापुरात रोजच्या रोज नेमका मजकूर मिळविण्यासाठी लाईक करा... facebook.com/MahaMTB/