কার্বন ডাই অক্সাইড কি জ্বালানীতে রূপান্তরিত হতে পারে?

2023-08-21

1. কিভাবে CO2 জ্বালানীতে রূপান্তর করা যায়?

প্রথমত, সৌর শক্তি ব্যবহার করে রূপান্তর করা কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জল জ্বালানি। গবেষকরা সৌর শক্তি ব্যবহার করে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলকে বিভক্ত করে হাইড্রোজেন, কার্বন মনোক্সাইড বা মিথেনের মতো গ্যাস তৈরি করে, যা পরে সেগুলিকে জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে এমন রাসায়নিকগুলিতে রূপান্তর করার জন্য প্রক্রিয়া করা হয়। এইভাবে, বিজ্ঞানীরা কার্বন ডাই অক্সাইডকে কার্বন মনোক্সাইডে রূপান্তর করতে সফল হয়েছেন, যা Zviack বিক্রিয়ার (Zviack) জন্য প্রয়োজনীয়।
দ্বিতীয়ত, জীবাণুগুলি কার্বন ডাই অক্সাইডকে জৈব পদার্থে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। সালোকসংশ্লেষণ করতে, আলোক শক্তিকে সরাসরি রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তর করতে এবং কার্বন ডাই অক্সাইডকে জৈববস্তু জ্বালানী তৈরি করতে চিনির মতো জৈব পদার্থে রূপান্তর করতে অণুজীব (শেত্তলা এবং ব্যাকটেরিয়া সহ) ব্যবহার করে। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা বায়োডিজেল এবং বায়োগ্যাসোলিনের মতো জিনিসগুলি তৈরি করতে সৌর শক্তি এবং কার্বন ডাই অক্সাইডকে তেল এবং অন্যান্য বায়োমাসে রূপান্তর করতে শেওলা ব্যবহার করেন।
অবশেষে, কার্বন ডাই অক্সাইডকে জ্বালানীতে রূপান্তর করতে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা কার্বন ডাই অক্সাইডকে অ্যামোনিয়া বা অন্যান্য জৈব পদার্থে রূপান্তর করতে থার্মোকেমিক্যাল বা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়া ব্যবহার করেন, যা পরে রাসায়নিক পদার্থে প্রক্রিয়া করা যেতে পারে যা জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক রাসায়নিক হ্রাস কার্বন ডাই অক্সাইডকে ফর্মিক অ্যাসিড বা জৈব পদার্থ যেমন ফর্মিক অ্যাসিডে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়, যা পরবর্তীতে জ্বালানী ইত্যাদিতে সংশ্লেষিত হয়।

2. CO2 কি অন্য জিনিসে রূপান্তরিত হতে পারে?

যে পদার্থের সাথে আন্তঃপরিবর্তন করতে পারে কার্বন ডাই অক্সাইড উদ্ভিদ, প্রাণী, অণুজীব এবং কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত।
গাছপালা কার্বন ডাই অক্সাইডের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ রূপান্তরকারী। তারা সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে কার্বন ডাই অক্সাইডকে জৈব পদার্থে রূপান্তর করে, এইভাবে জীবের প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করে। সালোকসংশ্লেষণ হল এমন একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে গাছপালা সূর্যের শক্তি থেকে জল এবং কার্বন ডাই অক্সাইড শোষণ করে, তারপর অক্সিজেন মুক্ত করার সময় শর্করা এবং অন্যান্য জৈব পদার্থ তৈরি করতে কার্বন পরমাণু ব্যবহার করে। এই জৈব পদার্থগুলি উদ্ভিদ দ্বারা তাদের বৃদ্ধি এবং প্রজননের জন্য কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করা হয় এবং কার্বন ডাই অক্সাইডও উদ্ভিদ দ্বারা নির্গত হয়, এইভাবে কার্বন ডাই অক্সাইডের চক্রটি সম্পূর্ণ করে।
প্রাণী এবং অণুজীবগুলিও শ্বসন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কার্বন ডাই অক্সাইডকে অক্সিজেনে রূপান্তর করতে পারে, বিশেষ করে কিছু সামুদ্রিক জীব, যেমন সামুদ্রিক শৈবাল ইত্যাদি, তারা প্রচুর পরিমাণে কার্বন ডাই অক্সাইডকে জৈব পদার্থে রূপান্তর করতে পারে, যার ফলে সামুদ্রিক পরিবেশ পরিবর্তন হয়।
উপরন্তু, কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়া কার্বন ডাই অক্সাইডকে অন্যান্য পদার্থে রূপান্তর করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, কয়লা পোড়ানো কার্বন ডাই অক্সাইডকে সালফার ডাই অক্সাইড এবং জলে রূপান্তর করতে পারে এবং ক্যালসিয়াম কার্বোনেট কার্বন ডাই অক্সাইডকে ক্যালসিয়াম কার্বনেটে রূপান্তর করতে পারে, যা ধাতু এবং সিমেন্টের মতো উপকরণ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এছাড়াও, কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়াও কার্বন ডাই অক্সাইডকে হাইড্রোকার্বনে রূপান্তর করতে পারে, যেমন মিথেন, এবং বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যবহার করতে পারে।
সংক্ষেপে, উদ্ভিদ, প্রাণী, জীবাণু এবং কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়া কার্বন ডাই অক্সাইডকে অন্যান্য পদার্থে রূপান্তরিত করে পরিবেশ পরিবর্তন করতে সক্ষম।

3. আমরা কি CO2 কে আবার কয়লায় রূপান্তর করতে পারি?

তাত্ত্বিকভাবে, এটিও সম্ভব।
কয়লা কোথা থেকে এল? এটি মাটিতে পুঁতে থাকা উদ্ভিদ দ্বারা উত্পাদিত হয়। উদ্ভিদের কার্বন উপাদান কখনো কখনো উদ্ভিদের শোষণ থেকে আসে কার্বন ডাই অক্সাইড বাতাসে এবং সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে তাদের জৈব পদার্থে পরিণত করা। অতএব, কার্বন পরমাণুর একই সংখ্যক মোলের জন্য, কার্বন ডাই অক্সাইডের শক্তি কয়লার তুলনায় কম। অতএব, প্রকৃতিতে, কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন করার জন্য কয়লা পোড়ানোর প্রতিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে এগিয়ে যেতে পারে যখন প্রাথমিক শক্তি (যেমন ইগনিশন) সন্তুষ্ট হয়, কিন্তু কার্বন ডাই অক্সাইডকে জৈব পদার্থে পরিণত করার প্রক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে চলতে পারে না এবং অবশ্যই সালোকসংশ্লেষণের মধ্য দিয়ে যেতে হবে, এবং শক্তি সূর্য থেকে আসে।
যদি আমরা কৃত্রিম পরিশোধন সম্পর্কে কথা বলি, আমরা সালোকসংশ্লেষণ এবং কয়লা গঠন প্রক্রিয়া অনুকরণ করতে পারি। তবে এতে কোনো অর্থনৈতিক সুবিধা নেই।

4. CO2 কি প্রাকৃতিক গ্যাসে রূপান্তরিত হতে পারে?

হ্যাঁ, রাসায়নিক পদ্ধতি অনেক শক্তি খরচ করে, তাই লাভ ক্ষতির মূল্য।
বৃক্ষ রোপণ করা, প্রকৃতিকে রূপান্তরিত করার জন্য ব্যবহার করা, অনেক সময় লাগে এবং এর জন্য প্রয়োজন সকলের দীর্ঘমেয়াদী প্রচেষ্টা এবং Z-F-এর দৃঢ়, সামঞ্জস্যপূর্ণ, ব্যবহারিক এবং কার্যকর নীতিগুলি পৃথিবীর গাছপালা বৃদ্ধির জন্য, এটি হ্রাস না করে। গাছপালা কার্বন ডাই অক্সাইড গ্রহণ করার পরে, পৃথিবীর ভূত্বকের গতিবিধির মাধ্যমে, এটি প্রাচীনকালের মতো তেল ইত্যাদিতে পরিণত হয়।
এছাড়াও এক ধরনের শস্য রয়েছে যা কার্বন ডাই অক্সাইড শোষণ করে এবং সরাসরি শস্য এবং খড় থেকে অ্যালকোহল এবং বায়োগ্যাস তৈরি করে, যা একটি রূপান্তর

co2

5. কার্বন ডাই অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন মিশে গেলে কি হয়?

কার্বন ডাই অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন বিভিন্ন প্রতিক্রিয়া অবস্থার অধীনে বিভিন্ন পণ্য উত্পাদন করতে প্রতিক্রিয়া করতে পারে:
1. কার্বন ডাই অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন উচ্চ তাপমাত্রায় বিক্রিয়া করে কার্বন মনোক্সাইড এবং জল তৈরি করে;
2. কার্বন ডাই অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপে বিক্রিয়া করে মিথেন এবং জল তৈরি করে। মিথেন হল সবচেয়ে সহজ জৈব পদার্থ এবং প্রাকৃতিক গ্যাস, বায়োগ্যাস, পিট গ্যাস ইত্যাদির প্রধান উপাদান, যা সাধারণত গ্যাস নামে পরিচিত;
3. কার্বন ডাই অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন উচ্চ তাপমাত্রায় বিক্রিয়া করে এবং মিথানল তৈরি করতে অনুঘটক রুথেনিয়াম-ফসফাইন-ক্রোমিয়াম যৌগ যোগ করে, যা সবচেয়ে সহজ স্যাচুরেটেড মনোহাইড্রিক অ্যালকোহল এবং অ্যালকোহল গন্ধযুক্ত একটি বর্ণহীন এবং উদ্বায়ী তরল। এটি ফর্মালডিহাইড এবং কীটনাশক ইত্যাদি উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয় এবং জৈব পদার্থের নিষ্কাশনকারী এবং অ্যালকোহলের জন্য একটি নিষ্কাশনকারী হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

6. কার্বন ডাই অক্সাইডকে তরল জ্বালানীতে রূপান্তর করা

ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের রসায়নবিদরা কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে জল, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং দৃশ্যমান আলো থেকে জ্বালানি তৈরিতে সফল হয়েছেন। কার্বন ডাই অক্সাইডকে প্রোপেনের মতো আরও জটিল অণুতে রূপান্তর করে, সবুজ শক্তি প্রযুক্তি সফলভাবে অতিরিক্ত কার্বন ডাই অক্সাইডকে কাজে লাগাতে এবং কম সূর্যালোক এবং সর্বোচ্চ শক্তির চাহিদার সময় ব্যবহারের জন্য রাসায়নিক বন্ধনের আকারে সৌর শক্তি সঞ্চয় করতে সফলভাবে এগিয়ে গেছে।
গাছপালা সৌর শক্তি সঞ্চয় করার জন্য উচ্চ-শক্তির গ্লুকোজ তৈরি করতে জল এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের প্রতিক্রিয়া চালানোর জন্য সূর্যালোক ব্যবহার করে। নতুন গবেষণায়, গবেষকরা প্রাকৃতিক সালোকসংশ্লেষণে উদ্ভিদ ব্যবহার করে দৃশ্যমান সবুজ আলো ব্যবহার করে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলকে জ্বালানীতে রূপান্তর করতে একটি অনুঘটক হিসাবে ইলেকট্রন সমৃদ্ধ সোনার ন্যানো পার্টিকেল ব্যবহার করে একটি কৃত্রিম প্রতিক্রিয়া তৈরি করেছেন। নেচার কমিউনিকেশনস জার্নালে এই নতুন ফলাফল প্রকাশিত হয়েছে।
"আমাদের লক্ষ্য হল অতিরিক্ত কার্বন ডাই অক্সাইড এবং সৌর শক্তির মতো টেকসই শক্তির উত্স থেকে জটিল, তরলযোগ্য হাইড্রোকার্বন তৈরি করা," বলেছেন প্রশান্ত জৈন, রসায়নের অধ্যাপক এবং সহ-লেখক। "তরল জ্বালানী আদর্শ কারণ তারা বায়বীয় জ্বালানীর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এগুলি পরিবহনের জন্য সহজ, নিরাপদ এবং আরও লাভজনক, এবং এগুলি আরও বন্ড সহ দীর্ঘ চেইন অণু দিয়ে তৈরি, যার অর্থ তারা আরও বেশি শক্তি ঘন।"
জৈনের ল্যাবে, সুংজু ইউ, একজন পোস্টডক্টরাল গবেষক এবং গবেষণার প্রথম লেখক, সবুজ আলো শোষণ করতে এবং কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলের রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় ইলেকট্রন এবং প্রোটন পরিবহন করতে একটি ধাতব অনুঘটক ব্যবহার করেছিলেন, প্রাকৃতিক সালোকসংশ্লেষণে ক্লোরোফিল হিসাবে কাজ করে।
সোনার ন্যানো পার্টিকেলগুলি অনুঘটক হিসাবে বিশেষভাবে ভাল কাজ করে কারণ তাদের পৃষ্ঠগুলি কার্বন ডাই অক্সাইড অণুর সাথে সহজে প্রতিক্রিয়া দেখায়, অন্যান্য মরিচা-প্রবণ ধাতুগুলির মতো ভেঙে না পড়ে কার্যকরভাবে হালকা শক্তি শোষণ করে, জৈন বলেছিলেন।
হাইড্রোকার্বন জ্বালানির রাসায়নিক বন্ধনে সঞ্চিত শক্তি মুক্তির অনেক উপায় রয়েছে। যাইহোক, এটি পোড়ানোর সহজ এবং ঐতিহ্যগত উপায়টি আরও কার্বন ডাই অক্সাইড উত্পাদন করবে, যা প্রথম স্থানে সৌর শক্তি ক্যাপচার এবং সঞ্চয় করার ধারণার বিরুদ্ধে যায়, জৈন বলেছিলেন।
"এইভাবে তৈরি হাইড্রোকার্বনের অন্যান্য অ-প্রথাগত প্রয়োগ রয়েছে," তিনি বলেছিলেন। "তারা জ্বালানী কোষগুলিকে শক্তি দেওয়ার জন্য কারেন্ট এবং ভোল্টেজ তৈরি করতে পারে৷ বিশ্বজুড়ে অনেকগুলি ল্যাব রয়েছে কীভাবে সেগুলিকে আরও দক্ষ করে তোলা যায়।" হাইড্রোকার্বনের রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করুন।