কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ: দ্বিগুণ প্রযুক্তি যা গ্রহকে বাঁচাতে পারে

সালোকসংশ্লেষণ: এই গ্রহে জীবনধারণের জন্য মৌলিক প্রক্রিয়া, জিসিএসই জীববিজ্ঞানের শিক্ষার্থীদের বোকা এবং এখন জলবায়ু পরিবর্তনের বিরুদ্ধে লড়াইয়ের সম্ভাব্য উপায়। বিজ্ঞানীরা এমন একটি কৃত্রিম পদ্ধতি বিকাশের জন্য কঠোর পরিশ্রম করছেন যা গাছগুলি কীভাবে সিও 2 এবং জলের রূপান্তর করতে সূর্যরশ্মি ব্যবহার করে আমরা জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করতে পারি এমন কিছুতে রূপান্তর করে। যদি এটি কাজ করে তবে এটি আমাদের জন্য একটি বিজয়ী পরিস্থিতি হবে: আমরা কেবল এই পদ্ধতিতে উত্পাদিত নবায়নযোগ্য শক্তির দ্বারা উপকৃত হব না, এটি বায়ুমণ্ডলে সিও 2 স্তর হ্রাস করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়ও হতে পারে।

তবে, সালোকসংশ্লেষণ বিকাশ করতে উদ্ভিদের কোটি কোটি বছর সময় লেগেছিল এবং প্রকৃতিতে যা ঘটে তার প্রতিলিপি তৈরি করা সবসময় সহজ কাজ নয়। এই মুহুর্তে, কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের প্রাথমিক পদক্ষেপগুলি কার্যকর, তবে খুব দক্ষতার সাথে নয়। সুসংবাদটি হ'ল এই ক্ষেত্রের গবেষণা গতি বাড়িয়ে চলেছে এবং বিশ্বজুড়ে এমন কয়েকটি দল রয়েছে যা এই অবিচ্ছেদ্য প্রক্রিয়াটি কাজে লাগানোর দিকে পদক্ষেপ নিয়েছে making

দ্বি-পদক্ষেপের সালোকসংশ্লেষণ

সালোকসংশ্লেষণ কেবল সূর্যের আলো ক্যাপচারের জন্য নয়। উষ্ণ রোদে স্নান করা একটি টিকটিকি তা করতে পারে। এই শক্তি (ফটো বিট) ক্যাপচার এবং সংরক্ষণের উপায় হিসাবে উদ্ভিদের মধ্যে সালোকসংশ্লেষণ বিকশিত হয়েছিল এবং এটিকে শর্করা (সংশ্লেষ বিট) রূপান্তরিত করে। উদ্ভিদগুলি ইলেক্ট্রনগুলি প্রকাশের জন্য সূর্যালোক দ্বারা চালিত একাধিক প্রোটিন এবং এনজাইম ব্যবহার করে, যা পরিবর্তে সিও 2 কে জটিল কার্বোহাইড্রেটে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। মূলত কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ একই পদক্ষেপ অনুসরণ করে।

দেখুন লন্ডনে সম্পর্কিত ল্যাম্প পোস্টগুলি চার্জিং পয়েন্টে রূপান্তরিত হচ্ছে যুক্তরাজ্যে সৌর শক্তি: সৌর শক্তি কীভাবে কাজ করে এবং এর সুবিধা কী কী?

প্রাকৃতিক সালোকসংশ্লেষণে, যা প্রাকৃতিক কার্বন চক্রের অংশ, আমাদের হালকা, সিও 2 এবং জল উদ্ভিদে প্রবেশ করে এবং উদ্ভিদটি চিনি তৈরি করে, বিশ্ববিদ্যালয়ের ফিলি লুনা, বিশ্ববিদ্যালয়ের বৈদ্যুতিক এবং কম্পিউটার প্রকৌশল বিভাগে কর্মরত পিএইচডি প্রার্থী ব্যাখ্যা করেছেন টরন্টোর। কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণে আমরা অজৈব ডিভাইস এবং উপকরণ ব্যবহার করি। আসল সৌর-সংগ্রহের অংশটি সৌর কোষ দ্বারা করা হয় এবং শক্তি-রূপান্তর অংশটি অনুঘটকদের উপস্থিতিতে বৈদ্যুতিন রাসায়নিক [প্রতিক্রিয়া] দ্বারা সম্পন্ন হয়।

এই প্রক্রিয়াটির সাথে সত্যই কী আবেদন করা হয় তা হ'ল দীর্ঘমেয়াদী শক্তি সঞ্চয়ের জন্য জ্বালানী উত্পাদন করার ক্ষমতা। এটি বর্তমান পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি উত্সগুলি যা করতে পারে তার চেয়ে অনেক বেশি, এমনকি উদীয়মান ব্যাটারি প্রযুক্তিও। যদি সূর্য বাইরে না থাকে বা এটি বাতাসের দিন না হয়, উদাহরণস্বরূপ, সৌর প্যানেল এবং বায়ু খামারগুলি কেবল উত্পাদন বন্ধ করে দেয়। জটিল জ্বালানির দীর্ঘায়িত মৌসুমী সঞ্চয় এবং সঞ্চয় করার জন্য আমাদের আরও ভাল সমাধানের প্রয়োজন, ডি লুনা বলেছেন। ব্যাটারি দিনের জন্য, ফোন এবং এমনকি গাড়ির জন্য দুর্দান্ত, তবে আমরা কখনই ব্যাটারি সহ একটি [বোয়িং] 747 চালাচ্ছি না।

চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করার জন্য

যখন সৌর কোষ তৈরির কথা আসে - কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপ - আমাদের ইতিমধ্যে প্রযুক্তি রয়েছে: সৌর শক্তি ব্যবস্থা। তবে, বর্তমান ফটোভোলটাইক প্যানেলগুলি, যা সাধারণত অর্ধপরিবাহী-ভিত্তিক সিস্টেমগুলি হয়, প্রকৃতির তুলনায় তুলনামূলকভাবে ব্যয়বহুল এবং অদক্ষ। একটি নতুন প্রযুক্তি প্রয়োজন; এক যে অনেক কম শক্তি অপচয় করে।

গ্যারি হেস্টিংস এবং তার দল থেকে জর্জিয়া স্টেট বিশ্ববিদ্যালয়, আটলান্টা , উদ্ভিদের মূল প্রক্রিয়াটি দেখার সময় কোনও সূচনা পয়েন্টে হোঁচট খেতে পারে। আলোক সংশ্লেষণে, গুরুত্বপূর্ণ বিন্দুতে কোষের একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে চলমান বৈদ্যুতিনগুলি জড়িত। খুব সাধারণ ভাষায়, এটি সূর্যের আলো দ্বারা সৃষ্ট এই আন্দোলন যা পরে শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। হেস্টিংস দেখিয়েছিল যে প্রক্রিয়াটি প্রকৃতিতে খুব দক্ষ কারণ এই ইলেক্ট্রনগুলি তাদের মূল অবস্থানে ফিরে যেতে পারে না: যদি ইলেকট্রনটি যেখানে থেকে আসে সেখানে ফিরে যায়, তবে সৌর শক্তি নষ্ট হয়। যদিও উদ্ভিদের ক্ষেত্রে এই সম্ভাবনা বিরল, সোলার প্যানেলে এটি প্রায়শই ঘটে happens কারণ কেন তারা আসল জিনিসের চেয়ে কম দক্ষ।

হেস্টিংস বিশ্বাস করেন যে এই গবেষণাটি রাসায়নিক বা জ্বালানী উত্পাদনের সাথে সম্পর্কিত সৌর-সেল প্রযুক্তিগুলিকে অগ্রসর করতে পারে, তবে তিনি এই মুহূর্তে কেবল একটি ধারণা এবং এই অগ্রগতি শীঘ্রই হওয়ার সম্ভাবনা খুব কমই বলে মনে করেন তিনি। এই ধারণাগুলির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে একটি সম্পূর্ণ কৃত্রিম সৌর-কোষ প্রযুক্তির বানোয়াটের ক্ষেত্রে, আমি বিশ্বাস করি যে প্রযুক্তি ভবিষ্যতে আরও বন্ধ রয়েছে, সম্ভবত পরবর্তী পাঁচ বছরের মধ্যে এমনকি কোনও প্রোটোটাইপের জন্য নয়।

একটি সমস্যা গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে আমরা সমাধানের খুব কাছাকাছি থাকা প্রক্রিয়াটির দ্বিতীয় ধাপ জড়িত: সিও 2কে জ্বালায় রূপান্তর করা। যেহেতু এই অণুটি খুব স্থিতিশীল এবং এটি ভাঙ্গতে অবিশ্বাস্য পরিমাণ শক্তি লাগে, তাই কৃত্রিম সিস্টেম অনুঘটকটিকে ব্যবহার করে প্রয়োজনীয় শক্তি কমিয়ে প্রতিক্রিয়া বাড়িয়ে তুলতে সহায়তা করে। যাইহোক, এই পদ্ধতির নিজস্ব সমস্যার সেট নিয়ে আসে। ম্যাঙ্গানিজ, টাইটানিয়াম এবং কোবাল্ট দিয়ে অনুঘটকগুলি তৈরি করে গত দশ বছরে অনেক চেষ্টা করা হয়েছে, তবে দীর্ঘায়িত ব্যবহার নিজেকে সমস্যা হিসাবে প্রমাণ করেছে। তত্ত্বটি ভাল বলে মনে হতে পারে তবে তারা হয় কয়েক ঘন্টা পরে কাজ করা বন্ধ করে দেয়, অস্থির হয়ে যায়, ধীরে ধীরে হয়ে যায় বা কোষের ক্ষতি করতে পারে এমন অন্যান্য রাসায়নিক বিক্রিয়াকে ট্রিগার করে।

কিন্তু কানাডিয়ান এবং চীনা গবেষকদের মধ্যে একটি সহযোগিতা মনে হচ্ছে জ্যাকপটটিতে পড়েছে । তারা একটি নিরপেক্ষ পিএইচ-তে কাজ করার জন্য নিকেল, আয়রন, কোবাল্ট এবং ফসফরাস একত্রিত করার একটি উপায় খুঁজে পেয়েছিল, যা সিস্টেম চালানো যথেষ্ট সহজ করে তোলে। যেহেতু আমাদের অনুঘটকটি সিও 2 হ্রাস করার জন্য প্রয়োজনীয় নিরপেক্ষ পিএইচ ইলেক্ট্রোলাইটে ভাল কাজ করতে পারে, তাই আমরা [ক] ঝিল্লা মুক্ত সিস্টেমের সিও 2 হ্রাসের তড়িৎ বিশ্লেষণ চালাতে পারি, এবং সেইজন্য ভোল্টেজ হ্রাস করা যায়, বিভাগ থেকে বো ঝাং বলেছেন চীন এর ফুদান বিশ্ববিদ্যালয়ে ম্যাক্রোমোলিকুলার বিজ্ঞান। একটি চিত্তাকর্ষক %৪% থেকে বৈদ্যুতিক থেকে রাসায়নিক শক্তি রূপান্তর সহ, দলটি এখন কৃত্রিম আলোকসংশ্লিষ্ট সিস্টেমগুলির সর্বোচ্চ দক্ষতার সাথে রেকর্ডধারক।

মাইনক্রাফ্ট মৃত্যুর পরে আইটেমগুলি হারাবে না

বর্তমানে আমাদের কাছে যা আছে তা নিয়ে সবচেয়ে বড় সমস্যাটি হল স্কেল

তাদের প্রচেষ্টার জন্য, দলটি এনআরজি কোসিয়া কার্বন এক্সপিআরজে সেমিফাইনালে উঠেছে, যা তাদের গবেষণার জন্য them 20 মিলিয়ন জিততে পারে। লক্ষ্যটি এমন যুগোপযোগী প্রযুক্তিগুলি বিকাশ করা যা বিদ্যুৎকেন্দ্র এবং শিল্প সুবিধাগুলি থেকে সিও 2 নির্গমনকে মূল্যবান পণ্যগুলিতে রূপান্তরিত করে এবং তাদের উন্নত কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ সিস্টেমের সাথে তাদের একটি ভাল সুযোগ রয়েছে।

পরের চ্যালেঞ্জটি স্কেলিং আপ। বর্তমানে আমাদের কাছে যা আছে তা নিয়ে সবচেয়ে বড় সমস্যাটি হল স্কেল। ঝাঁয়ের গবেষণায় জড়িত ডি লুনা বলেন, যখন আমরা স্কেল আপ করি তখন আমরা দক্ষতা হারাতে শেষ করি। ভাগ্যক্রমে, গবেষকরা তাদের উন্নতির তালিকাটি শেষ করেন নি, এবং এখন বিভিন্ন রচনা এবং বিভিন্ন কনফিগারেশনের মাধ্যমে অনুঘটকটিকে আরও দক্ষ করার চেষ্টা করছেন।

দুটি ফ্রন্টে জিতেছে

স্বল্প ও দীর্ঘমেয়াদী উভয় ক্ষেত্রেই উন্নতির অবশ্যই অবকাশ রয়েছে তবে অনেকের মনে হয় আর্টিয়াল সালোকসংশ্লেষণ ভবিষ্যতের জন্য একটি পরিষ্কার এবং টেকসই প্রযুক্তি হিসাবে একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে।

এটি অবিশ্বাস্যরূপে উত্তেজনাপূর্ণ কারণ ক্ষেত্রটি এত দ্রুত এগিয়ে চলেছে। বাণিজ্যিকীকরণের ক্ষেত্রে, আমরা টিপিং পয়েন্টে রয়েছি, ডি লুনা বলেছেন, এটি কাজ করে কিনা তা অনেকগুলি কারণের উপর নির্ভর করে, যাতে জননিয়োগ এবং শিল্পের দ্বারা পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি প্রযুক্তি গ্রহণের গ্রহণ গ্রহণ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

ঠিক তখনই বিজ্ঞানটি পাওয়া প্রথম পদক্ষেপ। হেস্টিংস এবং ঝাংয়ের পছন্দ অনুসারে গবেষণার প্রেক্ষিতে পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির আশেপাশে আমাদের বৈশ্বিক কৌশলে কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ শোষণের গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ আসবে। বাজি বেশি are এটি যদি টানতে পারে তবে আমরা দুটি ফ্রন্টে জিতে দাঁড়াব - কেবল জ্বালানী এবং রাসায়নিক পণ্যই উত্পাদন করে না, তবে প্রক্রিয়াটিতে আমাদের কার্বন পদচিহ্ন হ্রাসও করে।