कम उत्सर्जन वाली फ़्लैश विधि अपशिष्ट प्लास्टिक को हाइड्रोजन में पुनर्चक्रित करती है

शोधकर्ताओं ने अपशिष्ट प्लास्टिक से हाइड्रोजन और ग्राफीन निकालने के लिए कम उत्सर्जन वाली विधि का उपयोग किया है। उनका कहना है कि इससे न केवल प्लास्टिक प्रदूषण और ग्रीनहाउस गैस उत्पादन जैसी पर्यावरणीय समस्याओं का समाधान होता है, बल्कि ग्राफीन उप-उत्पाद का मूल्य हाइड्रोजन उत्पादन की लागत की भरपाई भी कर सकता है। हाइड्रोजन का उपयोग कारों को बिजली देने, बिजली पैदा करने और घरों और व्यवसायों को गर्म करने के लिए किया जा सकता है। हाइड्रोजन में जीवाश्म ईंधन की तुलना में प्रति इकाई वजन में अधिक ऊर्जा होती है, जो पर्यावरणीय दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण है क्योंकि वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का मुख्य कारण जीवाश्म ईंधन को जलाने से निकलने वाली कार्बन डाइऑक्साइड है।

वर्तमान में बेचे जाने वाले 95% से अधिक हाइड्रोजन को भाप मीथेन सुधार के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है, जिससे प्रति टन हाइड्रोजन में 11 टन (12 टन) कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है, जिसमें से अधिकांश ग्रे हाइड्रोजन होता है। तुलनात्मक रूप से, पानी को उसके तत्वों में अलग करने के लिए सौर, पवन या पानी जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करके उत्पादित "हरित हाइड्रोजन" महंगा है, जिसकी लागत लगभग 5 डॉलर प्रति दो पाउंड (लगभग एक किलोग्राम) हाइड्रोजन है।

राइस यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने अब कम-उत्सर्जन, उत्प्रेरक-मुक्त विधि का उपयोग करके अपशिष्ट प्लास्टिक से मूल्यवान हाइड्रोजन और ग्राफीन का उत्पादन करने का एक तरीका विकसित किया है, जिसमें खुद के लिए भुगतान करने की क्षमता है।

अध्ययन के पहले लेखक केविन वाइस ने कहा, "इस काम में, हम अपशिष्ट प्लास्टिक को, जिसमें मिश्रित अपशिष्ट प्लास्टिक भी शामिल है, जिन्हें प्रकार के आधार पर छांटने या साफ करने की आवश्यकता नहीं होती है, उच्च उपज वाले हाइड्रोजन और उच्च मूल्य वाले ग्राफीन में परिवर्तित करते हैं।" "यदि उत्पादित ग्राफीन को मौजूदा बाजार मूल्य के केवल 5% पर बेचा जाता है - 95% की छूट! - स्वच्छ हाइड्रोजन का उत्पादन मुफ्त में किया जा सकता है।"

भाप-मीथेन सुधार प्रक्रिया में, प्राकृतिक गैस जैसे मीथेन स्रोतों से हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए उच्च तापमान वाली भाप (1292°F से 1832°F/700°C से 1000°C) का उपयोग किया जाता है। मीथेन एक उत्प्रेरक की क्रिया के तहत भाप के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करती है।

अध्ययन के संबंधित लेखकों में से एक, जेम्स टूर ने कहा: "वर्तमान में उपयोग में आने वाले हाइड्रोजन का मुख्य रूप 'ग्रे' हाइड्रोजन है, जो भाप-मीथेन सुधार द्वारा निर्मित होता है, एक विधि जो बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करती है। आने वाले दशकों में हाइड्रोजन की मांग बढ़ने की संभावना है, इसलिए यदि हम वास्तव में 2050 तक शुद्ध-शून्य उत्सर्जन प्राप्त करना चाहते हैं, तो हम आज तक के तरीकों का उपयोग करके हाइड्रोजन नहीं बना सकते हैं।"

अपशिष्ट प्लास्टिक लंबे समय तक पर्यावरण में बना रहता है, जिससे वन्यजीवों को खतरा होता है और जानवरों और मनुष्यों में विषाक्त पदार्थ फैलते हैं। वर्तमान अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने अपशिष्ट प्लास्टिक को लगभग 4 सेकंड के लिए तेजी से फ्लैश जूल हीटिंग में उजागर किया। जब तापमान 3,100 केल्विन तक बढ़ जाता है, तो प्लास्टिक में मौजूद हाइड्रोजन वाष्पित हो जाता है, और ग्राफीन को पीछे छोड़ देता है, जो कार्बन परमाणुओं की एक परत से बना एक हल्का और टिकाऊ पदार्थ है। ग्राफीन का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा भंडारण, सेंसर, कोटिंग्स, मिश्रित सामग्री और बायोमेडिकल उपकरणों जैसे क्षेत्रों में किया जा सकता है, बस इसके कुछ अनुप्रयोगों के नाम बताएं।