ഇനി ഹരിത അമോണിയയും

ജലവും വായുവും മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് കാര്‍ബണ്‍രഹിത അമോണിയ ഉത്പാദനം സാധ്യമാക്കുന്ന ഹരിത സാങ്കേതിക വിദ്യ ജോര്‍ജ്ജ് വാഷിംഗ്ടന്‍ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകര്‍ ആവിഷ്ക്കരിച്ചെടുത്തിരിക്കുന്നു

വായുവും നീരാവിയും തമ്മില്‍ വെള്ളത്തിലൂടെ കടത്തിവിട്ടാല്‍ അമോണിയ ഉത്പാദിപ്പിക്കാം എന്ന് പറഞ്ഞാല്‍ രസതന്ത്രം അറിയാവുന്നവര്‍ ആരും തന്നെ സമ്മതിച്ചെന്നു വരില്ല. എന്നാല്‍ അസാദ്ധ്യമെന്ന് തോന്നാവുന്ന ഈ നേട്ടം കൈവരിച്ചിരിക്കുകയാണ് ജോര്‍ജ്ജ് വാഷിംഗ്ടന്‍ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകര്‍. അമോണിയ നിര്‍മ്മാണത്തെ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ്ദ രീതിയിലേക്ക്‌ മാറ്റാനുള്ള വിശാലമായ സാദ്ധ്യതകള്‍ തുറക്കുന്നതാണ് പുതിയ കണ്ടെത്തൽ. ജലവും വായുവും മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് കാര്‍ബണ്‍ രഹിത അമോണിയ ഉത്പാദനം സാധ്യമാക്കുന്ന ഹരിത സാങ്കേതിക വിദ്യയാണ് ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ ആവിഷ്ക്കരിച്ചെടുത്തിരിക്കുന്നത്.

അമോണിയ (NH3) ഉത്പാദനത്തിന് സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്ന അതി പ്രശസ്തമായ രാസപ്രക്രിയയാണ് ഹേബർ-ബോഷ് പ്രോസസ്സ്. ലോകത്തിന്‍റെ ഭക്ഷ്യസുരക്ഷ ഉറപ്പു വരുത്തുന്ന രാസപ്രവര്‍ത്തനം എന്ന് 1909 -ല്‍ കണ്ടെത്തിയ ഹേബര്‍ പ്രക്രിയയെ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത് അതിശയോക്തിയാവില്ല. വായുവില്‍ ധാരാളമായി കാണുന്നതെങ്കിലും താരതമ്യേന നിഷ്ക്രിയമായ നൈട്രജന്‍ വാതകത്തെ രാസപ്രവര്‍ത്തന ക്ഷമവും കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ എളുപ്പമുള്ളതുമായ രൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റി എടുത്തത് ഹേബര്‍ പ്രക്രിയയാണ്. ഇത് വഴി നിര്‍മ്മിക്കുന്ന അമോണിയയാണ് നൈട്രജന്‍ അധിഷ്ഠിതരാസവളങ്ങളില്‍ അടങ്ങിയ ജലത്തില്‍ ലയിക്കുന്ന നൈട്രേറ്റുകളായി മാറ്റപ്പെടുന്നത്. ലോകത്ത് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന അമോണിയയുടെ എണ്‍പത് ശതമാനവും രാസവള നിർമ്മാണത്തിനാണ് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്. കൂടാതെ ഇന്ധനമായും, റഫ്രിജറേഷനിലും, വെടിമരുന്നു നിര്‍മ്മാണത്തിലും അമോണിയ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പക്ഷേ ഒട്ടേറെ പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഒരു രാസപ്രവര്‍ത്തനം കൂടിയാണ് ഇത്.
ഉന്നത മർദ്ദത്തിലും ഊഷ്മാവിലും, ഉല്‍പ്രേരകമായ ഇരുമ്പിന്‍റെ സാന്നിദ്ധ്യത്തില്‍ നൈട്രജൻ, ഹൈഡ്രജൻ വാതകങ്ങൾ തമ്മില്‍ 1:3 എന്ന അനുപാതത്തില്‍ സംയോജിപ്പിച്ചാണ് ഈ പ്രക്രിയയില്‍ അമോണിയ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്.

ഹേബര്‍ – ബോഷ് പ്രക്രിയ

ഹേബര്‍ പ്രക്രിയക്കാവശ്യമായ ഹൈഡ്രജന്‍ നിര്‍മ്മിക്കുന്നത് മീഥേന്‍ വാതകത്തില്‍ നിന്നാണ്. മീഥേന്‍ വാതകത്തിന്റെ സ്രോതസ്സോ ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളായ പ്രകൃതി വാതകം, കല്‍ക്കരി തുടങ്ങിയവയും. സ്റ്റീം റിഫൈനിംഗ്, ഭാഗിക ഓക്സീകരണം എന്നിവ വഴിയാണ് മീഥേനെ ഹൈഡ്രജന്‍ ആക്കി മാറ്റുന്നത് ആദ്യത്തെ പ്രക്രിയ ഹരിതഗൃഹ വാതകമായ കാര്‍ബണ്‍ ഡയോക്സൈഡിനെ പുറം തള്ളുമ്പോള്‍ രണ്ടാമത്തെ പ്രക്രിയ കൂടുതല്‍ ഹാനികരമായ കാര്‍ബണ്‍ മോണോക്സൈഡ് ഉണ്ടാകാന്‍ കാരണമാകുന്നു. ലോകത്ത് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന പ്രകൃതി വാതകത്തിൽ 5% ഹൈഡ്രജൻ നിർമ്മാണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നതായി കണക്കാക്കുന്നു.

രാസവള നിര്‍മ്മാണത്തിനായുള്ള അമോണിയയുടെ ശേഖരം

ജലത്തിന്‍റെ വിഘടനത്തിലൂടെ ഹൈഡ്രജന്‍ ഉത്പാദനം മുന്‍പ്‌ തന്നെ സാധ്യമാണെങ്കിലും ഇതിനാവശ്യമായ ഊര്‍ജ്ജത്തിന് ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളെ തന്നെയാണ് ആശ്രയിച്ചിരുന്നത്. മാത്രമല്ല ഈ പ്രക്രിയയില്‍ ഒട്ടേറെ ഊര്‍ജ്ജ നഷ്ടവും സംഭവിച്ചിരുന്നു. അത് കൊണ്ട് തന്നെ 1% ഹൈഡ്രജന്‍ മാത്രമാണ് ഇപ്പോള്‍ ഈ രീതിയില്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്.

പുതിയ രീതി

അയണ്‍ ഓക്സൈഡ് നാനോ കണികകൾ അടങ്ങിയ ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിയിലേക്ക് വൈദ്യുതിയുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ അന്തരീക്ഷ വായു, നീരാവി എന്നിവ കടത്തിവിട്ട് വിശ്ലേഷണം നടത്തിയാണ് അമോണിയ നിർമ്മിച്ചത്.

ലളിതമായ വൈദ്യുത രാസ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ ഈ പരിമിതികൾ മറി കടന്ന് പ്രകൃതി സൗഹാർദ്ദ രീതിയിൽ അമോണിയ നിർമ്മാണം സാധ്യമാക്കാമെന്നാണ് ജോർജ്ജ് വാഷിംഗ്ടൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ സ്റ്റുവർട്ട് ലിച്ചിന്‍റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷണ സംഘം കണ്ടെത്തിയത്. അയണ്‍ ഓക്സൈഡ് നാനോ കണികകൾ അടങ്ങിയ ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിയിലേക്ക് അന്തരീക്ഷ വായു, നീരാവി എന്നിവ വൈദ്യുതിയുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ കടത്തിവിട്ട് വിശ്ലേഷണം നടത്തിയാണ് അമോണിയ നിർമ്മിച്ചത്. ഉരുക്കിയ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്, പൊട്ടാസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് എന്നിവയായിരുന്നു ഇളക്ട്രോലൈറ്റ്‌ ആയി ഉപയോഗിച്ചത്‌. 200 താപനിലയില്‍ 1.2 V വോള്‍ട്ടേജും 2mA/cm കറണ്ടും ഉപയോഗിച്ചു.

ആവശ്യമായ വൈദ്യുതി ലഭ്യമാക്കിയത് സൌരോര്‍ജ്ജ ബാറ്ററി ഉപയോഗിച്ചാണ് എന്നതും ഉപോല്പന്നമായി ലഭിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജന്‍ വാതകം ഇത്തരം ഫ്യുവല്‍ സെല്ലുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കാം എന്നതും ഈ രാസപ്രവര്‍ത്തനത്തെ കൂടുതല്‍ ഹരിതമാക്കി മാറ്റുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ഉപോത്പന്നത്തെ പാടെ ഒഴിവാക്കാമെന്നതിനു പുറമേ താരതമ്യേന താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിലും മർദ്ദത്തിലും രാസപ്രവർത്തനം നടത്താം എന്നതും പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതം കുറക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. വ്യാവസായിക അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഈ പ്രക്രിയ വികസിപ്പിച്ചെടുത്താൽ രാസവള ഉത്പാദനം വഴി പ്രകൃതിക്ക് ഏൽക്കുന്ന പരിക്കുകൾ കുറെയൊക്കെ ഒഴിവാക്കാനാകും.

കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിന് ഹരിത രസതന്ത്രതിലൂടെ സമഗ്ര പരിഹാരം കണ്ടെത്തുക എന്നതാണ് ലിച്ച് റിസര്‍ച്ച് ഗ്രൂപ്പിന്‍റെ പ്രഖ്യാപിത ലക്ഷ്യം.

കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിന് ഹരിത രസതന്ത്രതിലൂടെ സമഗ്ര പരിഹാരം കണ്ടെത്തുക എന്നതാണ് ലിച്ച് റിസര്‍ച്ച് ഗ്രൂപ്പിന്‍റെ പ്രഖ്യാപിത ലക്ഷ്യം. ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളില്‍ നിന്ന് നവീകരിക്കാവുന്ന ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സുകളിലെക്കുള്ള മാറ്റം സാധ്യമാക്കാനായി വിവിധ രസതന്ത്രശാഖകളുടെ സംയോജനത്തിലൂടെ ശ്രമിക്കുന്നു. മനുഷ്യജീവിതത്തെ മാറ്റി മറിക്കുന്ന ഒട്ടേറെ സംഭാവനകള്‍ നല്‍കി എങ്കിലും പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതത്തിന്‍റെ പേരില്‍ പലപ്പോഴും പഴി ചുമക്കുന്ന രസതന്ത്രം എന്ന ശാസ്ത്രശാഖ പ്രകൃത്യുന്മുഖമാകുമ്പോള്‍ ശാസ്ത്രലോകം മാത്രമല്ല ആനന്ദിക്കേണ്ടത് ലോകമൊട്ടാകെയാണ്.