IIT Gandhinagar:IIT ગાંધીનગરની ટીમે એક મહત્વપૂર્ણ શોધ કરી છે જે નવી 2D સામગ્રીમાંથી એમોનિયા ગેસનું ઉત્પાદન સરળ અને આર્થિક બનાવે છે. નવી 2D સામગ્રી નાઇટ્રોજન (N2)ને શોષવામાં અને તેને વેન્ટિલેટેડ સ્થિતિમાં એમોનિયા ગેસ (NH3) માં રૂપાંતરિત કરવામાં અસરકારક છે.
આ સાથે, એમોનિયાના ઉત્પાદનમાં ઉચ્ચ દબાણ અને તાપમાનની જરૂર રહેશે નહીં. તેનાથી વીજળીની બચત થશે અને પર્યાવરણને નુકસાન નહીં થાય. હાલમાં એમોનિયા ગેસ ઉચ્ચ ઉર્જા હેબર-બોશ પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. આમાં, હાઇડ્રોજન (H2) અને નાઇટ્રોજન (N2) ના અણુઓને વિભાજિત કરવા માટે 200 વાતાવરણીય દબાણ અને 500 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન જરૂરી છે. આ અભ્યાસ તાજેતરમાં આંતરરાષ્ટ્રીય જર્નલ ACS એપ્લાઇડ મટિરિયલ્સ એન્ડ ઇન્ટરફેસમાં પ્રકાશિત થયો છે.
સંશોધનમાં મુખ્ય પડકાર નાઇટ્રોજન ગેસને અસરકારક રીતે તોડવાનો હતો, કારણ કે નાઇટ્રોજન તેના બે અણુઓ વચ્ચે મજબૂત ટ્રિપલ બોન્ડ દ્વારા રાખવામાં આવે છે. સંસ્થાના રાસાયણિક ઇજનેરીના સહયોગી પ્રોફેસર કબીર જસુજાની આગેવાની હેઠળની સંશોધન ટીમે ટાઇટેનિયમ ડાયબોરાઇડ (TiB2)માંથી મેળવેલી નવી 2D ઉત્પ્રેરક સામગ્રી (નેનોશીટ)નો ઉપયોગ કરીને આ પડકારને ઉકેલ્યો. તે એક એવી સામગ્રી છે જે મલ્ટી-સ્ટૅક્ડ સેન્ડવીચ જેવી લાગે છે, જેમાં બોરોનના સ્તરો વચ્ચે ધાતુ હાજર છે. પ્રો. જસુજા સમજાવે છે કે પ્રયોગો દરમિયાન આકસ્મિક અવલોકનની એક ઘટનાએ તેને પ્રેરણા આપી. નેનોશીટ્સ હવાઈ સ્થિતિમાં નાઈટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપી રહી હતી, જેની અમને અપેક્ષા ન હતી ઉત્પ્રેરક ક્ષમતા ઊભી થાય છે.
પરિવહન બળતણનો વિકલ્પ એમોનિયા બનાવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે
આ સંશોધન એમોનિયાને પરિવહન બળતણનો વધુ સારો વિકલ્પ બનાવવામાં મદદરૂપ થઈ શકે છે. એમોનિયાને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્પાદન કર્યા વિના સીધા આંતરિક કમ્બશન એન્જિનમાં બાળી શકાય છે, પરંતુ તે બળતણનો વિકલ્પ બની શક્યો નથી કારણ કે તેને ઉત્પન્ન કરવા માટે વપરાતી હેબર-બોશ પ્રક્રિયા ખૂબ ખર્ચાળ છે. આ વિવિધ ઉર્જા-આધારિત એપ્લિકેશનો માટે સમૃદ્ધ સંભવિત સાથે સામગ્રી ડિઝાઇન કરવા માટે સંશોધનની નવી દિશા ખોલશે. આ હાઇડ્રોજનને સુરક્ષિત રીતે સંગ્રહિત કરવામાં મદદ કરશે.
એમોનિયા કૃષિ, ઉદ્યોગ અને પર્યાવરણમાં મહત્વપૂર્ણ છે
એમોનિયાનો ઉપયોગ ખાતરના ઉત્પાદનમાં મુખ્ય ઘટક તરીકે થાય છે. તે ઘણા રસાયણો, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને વિસ્ફોટકોના ઉત્પાદનમાં પણ સામેલ છે. તેનો ઉપયોગ વાહનો અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાંથી નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડના ઉત્સર્જનને ઘટાડવા માટે પસંદગીયુક્ત ઉત્પ્રેરક ઘટાડો પ્રણાલીમાં થાય છે.