नया बायो-चार पायरोकॉ प्रदूषण को कम करने में मदद करता है

RMIT University के इंजीनियरों ने PYROCO नामक एक किफायती बायोसॉलिड-व्युत्पन्न सक्रिय बायो-चार बनाया है। नया बायो-चार औद्योगिक क्षेत्र को प्रदूषण कम करने और बायो-ऑइल की गुणवत्ता सुधारने में मदद कर सकता है। इसके अलावा, यह सतत उत्प्रेरक पायरोलिसिस क्षेत्र में आगे नवाचार के द्वार खोलता है। यहाँ वह सब है जो आपको जानना चाहिए।

बायो-ऑइल क्या हैं और वे कैसे बनते हैं?

बायो-ऑइल नवीकरणीय बाजार में एक विस्तारित क्षेत्र है। यह तकनीक कई दशकों से मौजूद है। हालांकि, हालिया प्रगति ने बायो-ऑइल के अधिक सतत और सस्ते उत्पादन को संभव बना दिया है।

बायो-ऑइल जैविक कचरे से बनते हैं, जो अक्सर ऑक्सीजन से समृद्ध होते हैं। विशेष रूप से, पायरोलिसिस नामक एक थर्मोकेमिकल प्रक्रिया आमतौर पर बायो-ऑइल बनाने के लिए उपयोग की जाती है। यह एसिड, अल्कोहल और कीटोन जैसे जटिल यौगिकों को तोड़ने में मदद करती है।

बायोफ्यूल उत्पादन में पायरोलिसिस को समझना

पायरोलिसिस के लिए बायोमास को +500 डिग्री तक गर्म करना आवश्यक है, साथ ही सामग्री से ऑक्सीजन को हटाया जाता है। यह क्रिया पॉलिमर को जल्दी तोड़ने में मदद करती है। विशेष रूप से, पायरोलिसिस दहन से अलग है क्योंकि यह समीकरण से ऑक्सीजन को समाप्त कर देता है।

पायरोलिसिस का इतिहास: कोयले से बायोचार तक

ध्यान देने योग्य बात यह है कि पायरोलिसिस एक प्रक्रिया है जिसका मानवता ने सदियों से उपयोग किया है। प्राचीन संस्कृतियों ने इसे कोयला और भुनी हुई कॉफ़ी बनाने के लिए उपयोग किया। कुछ अभिलेख प्राचीन मिस्रवासियों के ममी की एम्बाल्मिंग प्रक्रिया में पायरोलिसिस के उपयोग को दर्शाते हैं।

पायरोलिसिस की चुनौतियाँ: उत्सर्जन, ऊर्जा उपयोग, और सुरक्षा

आज के पायरोलिसिस सिस्टम को अधिक सतत संचालन प्राप्त करने के लिए कई समस्याओं का सामना करना पड़ता है। सबसे पहले, गैस उत्सर्जन पर्यावरण के लिए हानिकारक होते हैं। यह एक प्रकार के प्रदूषण को रोकने में मदद करने के बजाय एक नई समस्या पैदा करता है।

इसके अलावा, ऊर्जा की उच्च आवश्यकता होती है। वह आग शुरू करना जो पॉलिमर को तोड़ सके, समय और ऊर्जा लेता है। साथ ही, आग और ऑक्सीजन को अलग रखने से अंतर्निहित जोखिम होते हैं। कुछ मामलों में, अचानक ऑक्सीजन के संपर्क में आने से जैविक सामग्री का आकस्मिक दहन हो सकता है।

बायोचार क्या है? लाभ, संरचना, और उपयोग

बायोचार बायोमास के पायरोलिसिस का उपउत्पाद है। इसकी रासायनिक संरचना काफी सरल है, मुख्यतः कार्बन और राख से बनी होती है, जो इसे कुछ अनूठी विशेषताएँ देती है। एक कारण यह है कि यह सभी जैविक सामग्री से बना होने के कारण इसे जलाने के बजाय मिट्टी में दफना दिया जाता है। विशेष रूप से, बायोचार के मुख्य स्रोतों में खाद, फल के बीज, टहनी, वन्य अपशिष्ट, भोजन के बचे हुए भाग, और कई अन्य शामिल हैं।

बायोचार कृषि क्षेत्र को कई लाभ प्रदान करता है। इसे कई लोग उर्वरकों में एक मजबूत जोड़ के रूप में देखते हैं। जब दफ़न किया जाता है, बायोचार उच्च पोषक तत्व और जल धारण क्षमता प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, यह पारंपरिक उर्वरकों की तुलना में अधिक समय तक मिट्टी की उर्वरता को बढ़ाता है।

PYROCO: RMIT का एक क्रांतिकारी बायोचार उत्प्रेरक

स्पेंड यूकेलिप्टस निकोलि बायोमास के पायरोलिसिस वाष्पों को अपग्रेड करने पर कार्बन-उत्प्रेरक की भूमिका: सतत फेनोलिक उत्पादन की ओर,¹ नवीकरणीय ऊर्जा में प्रकाशित, यह मान्यता को चुनौती देता है कि बायो-चार का सबसे अच्छा उपयोग कृषि उद्देश्यों के लिए किया जाता है। यह बायो-चार को एक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करने का एक नया तरीका प्रस्तुत करता है, जो पैराफिन वाष्प के साथ उपयोग करने पर पायरोलिसिस प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करता है।

स्रोत – RMIT University

इंजीनियर दर्शाते हैं कि उनका बायो-चार कैसे फेनोलिक और हाइड्रोकार्बन कार्यात्मकताओं को लक्षित कर सकता है। विशेष रूप से, अध्ययन पिपरमिंट विलो (Eucalyptus nicholii) से बायोमास का उपयोग करता है। यह मूल ऑस्ट्रेलियाई पौधा बहुत अधिक फीडस्टॉक उत्पन्न करता है, जो इसे प्रयोगों के लिए एक आदर्श समाधान बनाता है।

इस अध्ययन के हिस्से के रूप में, इंजीनियर्स ने बायोसॉलिड-व्युत्पन्न सक्रिय बायो-चार के स्पेंड Eucalyptus nicholii बायोमास पायरोलिसिस और उसके बायो-ऑइल संरचना पर प्रभाव का गहन अध्ययन किया।

जैविक कचरे को नवीकरणीय बायो-ऑइल में बदलना

प्रयोग के पहले चरण में, पिपरमिंट विलो फीडस्टॉक को शोधकर्ता के स्थानीय फार्मों में से एक से एकत्र किया गया। विशेष रूप से, फीडस्टॉक को ताज़ा रखा गया था और फिर सीधे स्टीम डिस्टिलेशन प्रक्रिया में भेजा गया। इस चरण ने ठोस अवशेष बनाया जिसे बाद में ओवन में भेजा गया।

अवशेष को रात भर 105 °C तक गरम किया गया। यह चरण सामग्री में शेष नमी को समाप्त करता है। अगला, टीम ने सामग्री को 100–300 μm कण आकार में छाना। इस अंतिम सामग्री का फिर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध विकल्पों के खिलाफ परीक्षण किया गया।

इंजीनियरों ने नोट किया कि संरचना फेनोलिक (69.7 %) और हाइड्रोकार्बन (13.7 %) के मिश्रण में बदल गई है। यह डेटा सुझाव देता है कि नई प्रक्रिया ने बायो-ऑइल में फेनोलिक और हाइड्रोकार्बन की चयनशीलता को काफी सुधार दिया है।

इस प्रकार, यह शोध समुदाय को बेहतर समझने में मदद करता है कि फेनोलिक और हाइड्रोकार्बन की सुधारित चयनशीलता कैसे कार्बन-उत्प्रेरकों के बायो-ऑइल गुणों और सक्रियण ऊर्जा पर प्रभाव को बढ़ाती है।

RMIT ने PYROCO बायोचार उत्प्रेरक का परीक्षण कैसे किया

इंजीनियरों ने अपने अध्ययन की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए कई परीक्षण किए। टीम ने 27 mm × 680 mm क्वार्ट्ज ट्यूब्यूलर रिएक्टर और कार्बोलाइट फर्नेस में उत्प्रेरक पायरोलिसिस बनाकर शुरू किया। 3 (16–40 μm) पोरोसिटी वाले सिरेमिक फ्रिट को गैस वितरण प्लेट के रूप में उपयोग किया गया। इसे रिएक्टर के नीचे से 320 mm ऊपर रखा गया था, फिर गर्मी लागू की गई।

रिएक्टर ने कुछ रोचक परिणाम दिखाए। एक बात, इंजीनियरों ने नोट किया कि वे अपनी उन्नत रणनीति का उपयोग करके पायरोलिसिस के दौरान रासायनिक प्रदूषण को कम कर सकते हैं। यह दृष्टिकोण उच्च-उत्सर्जन वाले रसायनों को समाप्त करता है और उन्हें कम-उत्सर्जन वाले बायोचार से बदल देता है।

इसके अतिरिक्त, टीम ने दिखाया कि कार्बन-उत्प्रेरक बायो-ऑइल की उपज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस प्रभावशीलता का एक हिस्सा इस बात से जुड़ा है कि नया बायोचार आवश्यक डीऑक्सीजनेशन और डिकार्बोक्सिलेशन प्रतिक्रियाओं को सुगम बनाने में कैसे मदद करता है।

PYROCO कैसे उत्सर्जन को कम करता है और बायो-ऑइल की गुणवत्ता सुधारता है

पायरोलिसिस अध्ययन बाजार में कई लाभ लाता है। मुख्य लाभ यह है कि यह मौजूदा स्थिति के लिए एक मूल्यवान हरा विकल्प प्रदान करता है। इस प्रक्रिया का उपयोग विभिन्न स्थानों से अनचाहे रसायन और अन्य प्रदूषकों को हटाने में मदद करने के लिए किया जा सकता है।

पहले ही, टीम ने बताया कि यह तकनीक बायोसॉलिड में PFAs का 99.99 % तक संभावित रूप से नष्ट कर सकती है। इससे लैंडफ़िल्स बहुत सुरक्षित बनेंगे। इसके अलावा, इस सामग्री को PFA-रहित बायोचार में बदलकर, यह कई उपयोग केस परिदृश्यों के लिए द्वार खोलता है जो वैश्विक स्तर पर सरकारों के शून्य-शुद्ध कार्बन उत्सर्जन लक्ष्यों के साथ संरेखित हैं।

PYROCO के वास्तविक दुनिया के उपयोग और व्यावसायीकरण योजनाएँ

इस तकनीक के कई वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग हैं। एक बात, यह उच्च-उत्सर्जन वाले उत्पादों को बदलकर कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने का एक सतत तरीका प्रदान करता है। यहाँ कुछ अन्य वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग हैं जो अर्थव्यवस्था पर सकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं।

औद्योगिक

सुधारित बायो-चार बायो-ऑइल के सतत आपूर्ति श्रृंखला का एक महत्वपूर्ण घटक बन सकता है। पहले से ही, ये सामग्री रेजिन, स्नेहक, और एडिटिव जैसे रसायनों के उत्पादन में आवश्यक हैं। यह अध्ययन औद्योगिक क्षेत्र में लागत को कम करने और उत्पादकता को सुधारने में मदद कर सकता है।

यह बाजार अधिक जटिल औद्योगिक प्रक्रियाओं में बायोचार को एक मूल्यवान उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करता है। इसलिए, बायोचार की लागत को कम करने और गुणवत्ता को सुधारने से उच्च रिटर्न प्राप्त हो सकते हैं।

इंजीनियरों ने कहा कि उनका शोध उत्पादन-तैयार है। वे वर्तमान में तकनीक को व्यावसायिक-तैयार पैमाने पर लाने के तरीकों की तलाश कर रहे हैं। इसके अलावा, बाजार के वित्तीय आंकड़ों को गहराई से देखने पर आप देख सकते हैं कि बायो-चार अगले वर्ष तक वैश्विक बाजार में $3.3 बिलियन की संभावित पहुँच प्राप्त करने की भविष्यवाणी है। इन सभी कारकों से इस तकनीक के शीघ्र कार्यान्वयन की ओर संकेत मिलता है।

PYROCO को किसने विकसित किया? अनुसंधान टीम से मिलें

RMIT University ने Pyroco अध्ययन का नेतृत्व किया। यह South East Water, Intelligent Water Networks, और Indian Institute of Petroleum के इंजीनियरों के साथ निकटता से काम किया। विशेष रूप से, रिपोर्ट में रामनदीप कौर, भाव्या बी. कृष्णा, निमेशा रथनायके, थल्लादा भास्कर, और कलपित शाह को मुख्य योगदानकर्ता के रूप में सूचीबद्ध किया गया है।

प्रभावशाली रूप से, Pyroco अध्ययन को ऑस्ट्रेलियाई सरकार से $3 मिलियन अनुदान के रूप में वित्तपोषण मिला। विशेष रूप से, यह फंड एक जल शोधन संयंत्र के लिए जाएगा जो इस प्रणाली का उपयोग करके उपचारित सीवेज (बायोसॉलिड) को कार्बन-समृद्ध उत्पाद बायोचार में परिवर्तित करेगा।

स्टॉक स्पॉटलाइट: एक रासायनिक कंपनी जिसे देखना चाहिए

बायोफ्यूल क्षेत्र बढ़ रहा है, जिसमें अधिक निर्माता आज उपयोग में आने वाले महत्वपूर्ण औद्योगिक प्रणालियों के सतत विकल्प बनाने की कोशिश कर रहे हैं। ये कंपनियां पायरोलिसिस जैसी प्राचीन प्रक्रियाओं को अत्याधुनिक तकनीक के साथ मिलाकर अधिक स्वच्छ और प्रभावी विकल्प बनाती हैं। यहाँ एक कंपनी है जो बाजार में अग्रणी भावना बनाए रखती है।

Olin Corporation

Olin Corporation (OLN ) ने 1892 में बाजार में प्रवेश किया। यह अमेरिकी-आधारित रसायन प्रदाता एक प्रतिष्ठित स्टॉक विकल्प बन गया है। कंपनी तीन बाजारों में Chlor Alkali Products, Vinyls, और Winchester ब्रांडों के तहत कार्य करती है। बाद वाला वह है जिसके बारे में आप संभवतः उनकी लंबी शूटिंग सेक्टर की इतिहास के कारण पहले से ही सुन चुके होंगे।

Chlor Alkali Products और Vinyls खंड विभिन्न उत्पाद प्रदान करते हैं, जिनमें पर्च्लोरोएथिलीन, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, विनाइल क्लोराइड मोनोमर, मेथाइल क्लोराइड, मेथिलीन क्लोराइड, क्लोरोफॉर्म, कार्बन टेट्राक्लोराइड, और हाइड्रोजन शामिल हैं। कंपनी का एक बड़ा ग्राहक आधार है जिसमें संयुक्त राज्य, यूरोप, एशिया पैसिफिक, लैटिन अमेरिका, और कनाडा के ग्राहक शामिल हैं।

Olin Corporation पर नवीनतम

Pyroco – पायरोलिसिस को अधिक किफायती बनाना लाखों के जीवन को बेहतर बना सकता है

जब आप विभिन्न औद्योगिक कार्यों में पायरोलिसिस की व्यापकता में गहराई से देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि यह विकास लागत को कम करने और स्थिरता को एक प्रमुख तरीके से सुधारने में कैसे मदद कर सकता है। इसलिए, इस इंजीनियरों की टीम को उनकी नवाचार और दृढ़ संकल्प के लिए प्रशंसा मिलनी चाहिए। अब, टीम अपने प्रक्रिया को स्केल करने की कोशिश कर रही है ताकि वास्तविक प्रभाव डाल सके।

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अध्ययन संदर्भित:

^{1. Kaur, R., Krishna, B. B., Rathnayake, N., Bhaskar, T., & Shah, K. (2024). स्पेंड यूकेलिप्टस निकोलि बायोमास के पायरोलिसिस वाष्पों को अपग्रेड करने पर कार्बो-उत्प्रेरक की भूमिका: सतत फेनोलिक उत्पादन की ओर. Renewable Energy, 214, 1239–1250. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.01.180}