కొత్త పదార్థాలతో, కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ నిర్వహిస్తారు
శక్తిని పొందేందుకు కొత్త పద్ధతి చాలా ముఖ్యం
మొక్కలు మరియు కొన్ని ఇతర జీవులు సూర్యరశ్మిని రసాయన శక్తిగా మార్చే ప్రక్రియ గురించి మీరు విని ఉండవచ్చు. కిరణజన్య సంయోగక్రియకు ధన్యవాదాలు, ఈ ప్రక్రియలో మొక్కలు లేదా ఆల్గే ఆక్సిజన్ (O 2 ) ను విడుదల చేస్తుంది మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO 2 ) ను వినియోగిస్తుంది, భూమిపై జీవం కొనసాగుతుంది. అయితే శక్తిని పొందే సహజమైన పద్ధతిని మనం కృత్రిమంగా పునరుత్పత్తి చేయగలిగితే?
స్టేట్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ కాంపినాస్ (యునికాంప్) యొక్క ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ (IQ) పరిశోధకుల బృందం శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే ప్రధాన ఉద్దేశ్యంతో కృత్రిమంగా కిరణజన్య సంయోగక్రియను నిర్వహించడానికి ప్రయత్నించడానికి నానోమెట్రిక్ స్కేల్ (మీటరులో బిలియన్ వంతు) పదార్థాలను అభివృద్ధి చేసింది.
"మొక్కలు నిర్వహించే సహజ కిరణజన్య సంయోగక్రియ వ్యవస్థపై ఇప్పటికే ఉన్న జ్ఞానం ఆధారంగా, కృత్రిమ పదార్థాలలో కిరణజన్య సంయోగక్రియకు అవసరమైన పాయింట్లను పునరుత్పత్తి చేయడానికి మేము ప్రయత్నిస్తున్నాము, విద్యుత్ లేదా సౌర శక్తి నుండి ఇంధనం కూడా", జాక్సన్ డిర్సియు మెగియాటో జూనియర్ చెప్పారు. Unicamp's IQ, FAPESP ఏజెన్సీకి.
కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క ఆలోచన 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో ప్రారంభమైంది, అయితే కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం మాత్రమే సాధ్యమయ్యేదిగా పరిగణించబడింది, కొన్ని శాస్త్రీయ పురోగతితో, ప్రయోగశాలలో, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ వాయువులను ఉత్పత్తి చేయడానికి సౌర శక్తి మరియు నీటిని ఉపయోగించేందుకు అనుమతించింది. దర్శకుడు మెగియాట్టో ప్రకారం .
ఆవిష్కరణలలో, ప్రధానమైనది సౌరశక్తి ద్వారా సక్రియం చేయబడినప్పుడు ప్రతిచర్యలను వేగవంతం చేసే ఉత్ప్రేరకం పదార్థాలు, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌గా నీటి అణువులను విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి.
సిలికాన్ సోలార్ ప్యానెల్లు కూడా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి, ఈ ఫోటోయాక్టివ్ పదార్థాలను సంప్రదాయ ఇంధన ఘటాలకు అనుసంధానించే అవకాశాన్ని తెరుస్తుంది - హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ వాయువులను కలపడం ద్వారా రసాయనాన్ని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే ఎలక్ట్రోకెమికల్ కణాలు మళ్లీ నీటి అణువులను ఏర్పరుస్తాయి. Dirceu Megiatto ప్రకారం, పదార్థాలను ఇంధన సెల్‌కి కనెక్ట్ చేయడం సవాలు. "మేము ఇంధన సెల్‌లో కొత్త పదార్థాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌ను ఉపయోగించగలిగితే, నీరు మరియు విద్యుత్తును మళ్లీ ఉత్పత్తి చేయడం మరియు కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క చక్రాన్ని మూసివేయడం సాధ్యమవుతుంది" అని ఆయన చెప్పారు.
అయినప్పటికీ, కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం సిలికాన్ ప్లేట్‌ను ఒక పదార్థంగా ఉపయోగించడం వల్ల కొన్ని ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి: అధిక ఖర్చులు మరియు కావలసిన స్వచ్ఛతను సాధించడానికి కష్టమైన నిర్వహణ.
సిలికాన్‌కు ప్రత్యామ్నాయం
కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రత్యామ్నాయ సహజ పదార్థాన్ని కోరింది, ఆ సమయంలో సిలికాన్ సోలార్ ప్యానెల్లు ఆచరణీయంగా లేవు. Unicamp's IQ ప్రకృతిలోనే ఈ ప్రత్యామ్నాయాన్ని కోరింది. క్లోరోఫిల్ కంటే మెరుగైన ఉత్ప్రేరకం లేదు, ఒక వర్ణద్రవ్యం, దీనికి ఆకుపచ్చ రంగు ఇవ్వడంతో పాటు, కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం మొక్కలు సహజంగా ఉపయోగించబడుతుంది. "ఈ అణువులు సౌర శక్తిని గ్రహించగలిగేలా ప్రకృతి నుండి బయటపడే మార్గం. వారి రసాయన సంశ్లేషణ ప్రక్రియ, అయితే, కష్టం మరియు ఖరీదైనది", Megiatto వ్యాఖ్యానించారు.
అందువల్ల, పోర్ఫిరిన్ అని పిలువబడే ఒక కృత్రిమ క్లోరోఫిల్ సృష్టించబడింది. ఇది ఉపయోగించడం సులభం మరియు సహజ క్లోరోఫిల్ అందించని రసాయన స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
"ఈ పదార్థాలు, ఉత్ప్రేరకాలతో అనుసంధానించబడినప్పుడు, నీటి అణువుల ఆక్సీకరణ ద్వారా సౌర శక్తిని రసాయన శక్తిగా మార్చడానికి చాలా ఆశాజనకంగా ఉన్నాయని తేలింది, అయితే, ప్రస్తుతానికి, అవి సజల ద్రావణంలో మాత్రమే అధ్యయనం చేయబడుతున్నాయి మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియలో కాదు. పరికరం నిజమైనది, ”అని మెగియాట్టో పేర్కొన్నాడు.
ఇప్పుడు లక్ష్యం ఒక ఘన పదార్థాన్ని అభివృద్ధి చేయడానికి ఉత్పత్తి చేయబడిన అణువులతో ఫోటోయాక్టివ్ పాలీమెరిక్ ఫిల్మ్‌ను రూపొందించడం మరియు సౌర ఘటం యొక్క పనితీరుకు అవసరమైన లోహ మరియు సెమీకండక్టర్ ప్లేట్‌లపై (ఎలక్ట్రోడ్లు) వాటిని జమ చేయడం.
"ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో పొందిన జ్ఞానం జీవ ఇంధనాల ఉత్పత్తికి ఉపయోగించే మొక్కల దిగుబడిని పెంచడానికి వ్యవసాయ పరిశోధనలో కూడా అన్వయించవచ్చు" అని మెగియాట్టో ముగించారు.
మూలం: FAPESP ఏజెన్సీ
