Olivier Wenger: సూర్యరశ్మితో ఇంధనం.. శాస్త్రవేత్తల అద్భుత ఆవిష్కరణ!
- మొక్కల కిరణజన్య సంయోగక్రియ స్ఫూర్తితో పరిశోధన
- కాంతి శక్తిని నిల్వ చేసే ప్రత్యేక అణువును సృష్టించిన శాస్త్రవేత్తలు
- ఒకేసారి నాలుగు విద్యుదావేశాలను నిల్వ చేయగల సామర్థ్యం
- తక్కువ కాంతితోనూ పనిచేయడం ఈ ఆవిష్కరణ ప్రత్యేకత
- స్విట్జర్లాండ్లోని బాసెల్ యూనివర్సిటీ పరిశోధకుల ఘనత
మొక్కలు సూర్యరశ్మిని ఉపయోగించి ఆహారాన్ని తయారు చేసుకున్నట్లే.. సౌరశక్తితో నేరుగా ఇంధనాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తే ఎలా ఉంటుంది? ఈ అద్భుతమైన ఆలోచనను నిజం చేసే దిశగా శాస్త్రవేత్తలు ఒక కీలక ముందడుగు వేశారు. స్విట్జర్లాండ్లోని బాసెల్ విశ్వవిద్యాలయ పరిశోధకులు మొక్కల కిరణజన్య సంయోగక్రియను స్ఫూర్తిగా తీసుకుని ఒక ప్రత్యేకమైన అణువును (మాలెక్యూల్) సృష్టించారు. సూర్యరశ్మి సాయంతో ఈ అణువు ఒకేసారి నాలుగు విద్యుదావేశాలను (చార్జ్లను) నిల్వ చేసుకోగలదు. పర్యావరణ హితమైన సౌర ఇంధనాల తయారీలో ఇది ఒక మైలురాయిగా నిలవనుంది.
పర్యావరణానికి హాని చేయని కర్బన రహిత ఇంధనాల (కార్బన్ న్యూట్రల్ ఫ్యూయల్స్) తయారీ లక్ష్యంగా ఈ పరిశోధన సాగుతోంది. మొక్కలు సూర్యరశ్మి, కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఉపయోగించి శక్తిని నిల్వ చేసుకుంటాయి. అదే తరహాలో కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా హైడ్రోజన్, మిథనాల్ వంటి సౌర ఇంధనాలను తయారు చేయాలని శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నిస్తున్నారు. ఈ ఇంధనాలను మండించినప్పుడు, వాటి తయారీకి ఎంత కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉపయోగిస్తే, అంతే మొత్తంలో విడుదలవుతుంది. తద్వారా పర్యావరణ సమతుల్యత దెబ్బతినదు.
ఈ పరిశోధనకు నేతృత్వం వహించిన ప్రొఫెసర్ ఆలివర్ వెంగర్, ఆయన విద్యార్థి మాథిస్ బ్రాండ్లిన్ బృందం రూపొందించిన ఈ అణువు ఐదు భాగాలతో నిర్మితమైంది. దీనిపై కాంతిని ప్రసరింపజేసినప్పుడు, దశలవారీగా రెండు పాజిటివ్, రెండు నెగెటివ్ ఛార్జ్లు ఏర్పడి అణువుకు చెరోవైపు నిల్వ ఉంటాయి. ఈ చార్జ్లు చాలాసేపు స్థిరంగా ఉండటం వల్ల, వాటిని రసాయన చర్యలకు ఉపయోగించి నీటిని హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్గా విడగొట్టడం వంటి ప్రక్రియలు చేపట్టవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు.
ఈ ఆవిష్కరణలో ముఖ్యమైన పురోగతి ఏమిటంటే.. ఈ అణువు తక్కువ తీవ్రత ఉన్న కాంతితో కూడా పనిచేయగలదు. "గత పరిశోధనలకు చాలా శక్తిమంతమైన లేజర్ కాంతి అవసరమయ్యేది. కానీ మా విధానంలో సాధారణ సూర్యరశ్మికి దగ్గరగా ఉండే తక్కువ కాంతినే ఉపయోగించవచ్చు" అని మాథిస్ బ్రాండ్లిన్ వివరించారు. అంతేకాకుండా, నిల్వ అయిన చార్జ్లు తదుపరి రసాయన చర్యలకు సరిపోయేంత సమయం స్థిరంగా ఉంటున్నాయని ఆయన తెలిపారు.
అయితే, ఈ కొత్త అణువుతో పూర్తిస్థాయి కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ వ్యవస్థ ఇంకా సిద్ధం కాలేదని పరిశోధకులు స్పష్టం చేశారు. కానీ, సౌర ఇంధనాల తయారీకి అవసరమైన ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ ప్రక్రియలను అర్థం చేసుకోవడంలో ఈ పరిశోధన ఒక ముఖ్యమైన మైలురాయిగా నిలుస్తుందని వారు అభిప్రాయపడ్డారు. ఈ పరిశోధన వివరాలు ప్రఖ్యాత 'నేచర్ కెమిస్ట్రీ' సైన్స్ జర్నల్లో ప్రచురితమయ్యాయి.
పర్యావరణానికి హాని చేయని కర్బన రహిత ఇంధనాల (కార్బన్ న్యూట్రల్ ఫ్యూయల్స్) తయారీ లక్ష్యంగా ఈ పరిశోధన సాగుతోంది. మొక్కలు సూర్యరశ్మి, కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఉపయోగించి శక్తిని నిల్వ చేసుకుంటాయి. అదే తరహాలో కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా హైడ్రోజన్, మిథనాల్ వంటి సౌర ఇంధనాలను తయారు చేయాలని శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నిస్తున్నారు. ఈ ఇంధనాలను మండించినప్పుడు, వాటి తయారీకి ఎంత కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉపయోగిస్తే, అంతే మొత్తంలో విడుదలవుతుంది. తద్వారా పర్యావరణ సమతుల్యత దెబ్బతినదు.
ఈ పరిశోధనకు నేతృత్వం వహించిన ప్రొఫెసర్ ఆలివర్ వెంగర్, ఆయన విద్యార్థి మాథిస్ బ్రాండ్లిన్ బృందం రూపొందించిన ఈ అణువు ఐదు భాగాలతో నిర్మితమైంది. దీనిపై కాంతిని ప్రసరింపజేసినప్పుడు, దశలవారీగా రెండు పాజిటివ్, రెండు నెగెటివ్ ఛార్జ్లు ఏర్పడి అణువుకు చెరోవైపు నిల్వ ఉంటాయి. ఈ చార్జ్లు చాలాసేపు స్థిరంగా ఉండటం వల్ల, వాటిని రసాయన చర్యలకు ఉపయోగించి నీటిని హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్గా విడగొట్టడం వంటి ప్రక్రియలు చేపట్టవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు.
ఈ ఆవిష్కరణలో ముఖ్యమైన పురోగతి ఏమిటంటే.. ఈ అణువు తక్కువ తీవ్రత ఉన్న కాంతితో కూడా పనిచేయగలదు. "గత పరిశోధనలకు చాలా శక్తిమంతమైన లేజర్ కాంతి అవసరమయ్యేది. కానీ మా విధానంలో సాధారణ సూర్యరశ్మికి దగ్గరగా ఉండే తక్కువ కాంతినే ఉపయోగించవచ్చు" అని మాథిస్ బ్రాండ్లిన్ వివరించారు. అంతేకాకుండా, నిల్వ అయిన చార్జ్లు తదుపరి రసాయన చర్యలకు సరిపోయేంత సమయం స్థిరంగా ఉంటున్నాయని ఆయన తెలిపారు.
అయితే, ఈ కొత్త అణువుతో పూర్తిస్థాయి కృత్రిమ కిరణజన్య సంయోగక్రియ వ్యవస్థ ఇంకా సిద్ధం కాలేదని పరిశోధకులు స్పష్టం చేశారు. కానీ, సౌర ఇంధనాల తయారీకి అవసరమైన ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ ప్రక్రియలను అర్థం చేసుకోవడంలో ఈ పరిశోధన ఒక ముఖ్యమైన మైలురాయిగా నిలుస్తుందని వారు అభిప్రాయపడ్డారు. ఈ పరిశోధన వివరాలు ప్రఖ్యాత 'నేచర్ కెమిస్ట్రీ' సైన్స్ జర్నల్లో ప్రచురితమయ్యాయి.
