कार्बन कैप्चर के लिए मैग्नीशियम ऑक्साइड पर ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के शोध से पता चलता है कि सतह परतों के निर्माण, आर्थिक व्यवहार्यता को चुनौती देने और भविष्य के समाधान-केंद्रित अनुसंधान के लिए मार्गदर्शन प्रदान करने के कारण समय के साथ अवशोषण दर धीमी हो जाती है। मैग्नीशियम ऑक्साइड वायुमंडल से सीधे कार्बन डाइऑक्साइड को ग्रहण करने और जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को सीमित करने के लिए इसे गहरे भूमिगत में इंजेक्ट करने के लिए एक आशाजनक सामग्री है। हालाँकि, इस दृष्टिकोण को लागत प्रभावी बनाने के लिए, यह पता लगाना आवश्यक होगा कि कार्बन डाइऑक्साइड कितनी जल्दी अवशोषित होती है और पर्यावरणीय परिस्थितियाँ संबंधित रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कैसे प्रभावित करती हैं।
अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी (ओआरएनएल) के वैज्ञानिकों ने प्रतिक्रिया दर निर्धारित करने के लिए दशकों से वायुमंडल में उजागर हुए मैग्नीशियम ऑक्साइड क्रिस्टल के एक नमूने का विश्लेषण किया, और प्रतिक्रिया दर निर्धारित करने के लिए मैग्नीशियम ऑक्साइड क्रिस्टल के एक अन्य नमूने का विश्लेषण किया जो दिनों से महीनों तक वायुमंडल में उजागर हुआ था। उन्होंने पाया कि मैग्नीशियम ऑक्साइड क्रिस्टल की सतह पर बनी प्रतिक्रियाशील परत के कारण लंबे समय तक कार्बन डाइऑक्साइड अधिक धीरे-धीरे अवशोषित होती है।
"यह प्रतिक्रियाशील परत विभिन्न ठोस पदार्थों का एक जटिल मिश्रण है, जो प्रतिक्रिया करने के लिए ताजा मैग्नीशियम ऑक्साइड खोजने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं की क्षमता को सीमित करती है। इस तकनीक को लागत प्रभावी बनाने के लिए, हम अब इस कवच प्रभाव को दूर करने के तरीकों पर काम कर रहे हैं," ओआरएनएल के जूलियन वेबर, परियोजना के एक प्रमुख अन्वेषक ने कहा। "अगर हम ऐसा कर सकते हैं, तो यह प्रक्रिया कार्बन-नकारात्मक अर्थशॉट के लक्ष्य को प्राप्त करने में सक्षम हो सकती है, जो प्रति मीट्रिक टन कार्बन डाइऑक्साइड के 100 डॉलर से भी कम कीमत पर हवा से गीगाटन कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ना है।"
अधिकांश पिछले अध्ययनों का उद्देश्य यह समझना था कि मैग्नीशियम ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड रासायनिक रूप से कितनी तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं, सामग्री परीक्षण के बजाय बैक-ऑफ-द-लिफाफा गणना पर निर्भर थे। ओआरएनएल अध्ययन लंबी अवधि में प्रतिक्रियाओं की गति निर्धारित करने वाला पहला दशकों लंबा परीक्षण है। ओआरएनएल के सेंटर फॉर नैनोमटेरियल्स साइंस (सीएनएमएस) में ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि एक प्रतिक्रियाशील परत बन गई है। इस परत में क्रिस्टलीय और अनाकार हाइड्रेटेड और कार्बोनेट चरणों की एक जटिल विविधता होती है।
"इसके अलावा, कुछ प्रतिक्रिया परिवहन मॉडल कंप्यूटर सिमुलेशन करके, हमने निर्धारित किया कि जैसे ही प्रतिक्रिया परत बनती है, यह कार्बन डाइऑक्साइड को प्रतिक्रिया करने के लिए नए मैग्नीशियम ऑक्साइड खोजने से बेहतर ढंग से रोकती है," ओआरएनएल के एक शोधकर्ता विटाली स्टारचेंको ने कहा। "इसलिए हम देख रहे हैं कि इस प्रक्रिया को कैसे दरकिनार किया जाए और कार्बन डाइऑक्साइड को प्रतिक्रिया करने के लिए नई सतहें खोजने की अनुमति दी जाए।"
कंप्यूटर सिमुलेशन वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को यह समझने में मदद करता है कि प्रतिक्रिया परत कैसे विकसित होती है और जिस तरह से पदार्थ इसके माध्यम से आगे बढ़ता है वह समय के साथ कैसे बदलता है। कंप्यूटर मॉडल सामग्री विज्ञान और भू-रसायन विज्ञान जैसी प्राकृतिक और इंजीनियर प्रणालियों में सामग्री की प्रतिक्रिया और गति की भविष्यवाणी करने की अनुमति देते हैं।
संकलित स्रोत: ScitechDaily