বর্জ্য থেকে মূল্যে একটি অগ্রগতি
চাল বিশ্ববিদ্যালয়ের রসায়নবিদরা একটি উল্লেখযোগ্য প্রক্রিয়া প্রদর্শন করেছেন যা একযোগে বিষাক্ত PFAS যৌগ ধ্বংস করে এবং নোনা জল থেকে ব্যাটারি-গ্রেড লিথিয়াম নিষ্কাশন করে, একটি একক পদক্ষেপে দুটি সবচেয়ে জরুরি পরিবেশগত চ্যালেঞ্জের সমাধান করে। Nature Water-এ প্রকাশিত এই গবেষণা বিপজ্জনক বর্জ্য প্রতিকার এবং লিথিয়াম সরবরাহ শৃঙ্খল উভয়কেই পুনর্নির্ধারণ করতে পারে।
রসায়নবিদ James Tour এবং গবেষক Yi Cheng দ্বারা পরিচালিত দল একটি পদ্ধতি বিকশিত করেছে যা ব্যয়িত সক্রিয় কার্বন ব্যবহার করে - দূষিত জল এবং অগ্নিনির্বাপক ফেনা থেকে PFAS ফিল্টার করতে ব্যবহৃত উপাদান - ফ্লোরিন পরমাণুর একটি উৎস হিসাবে। সাধারণত, এই স্যাচুরেটেড কার্বন সক্ষমতায় পৌঁছানোর পর বিপজ্জনক বর্জ্য হিসাবে বিবেচিত হয়। চাল গবেষকরা এটিকে একটি অব্যবহৃত সম্পদ হিসাবে দেখেছেন।
Flash Joule Heating কীভাবে কাজ করে
এই প্রক্রিয়াটি Flash Joule Heating-এর উপর কেন্দ্রীভূত, Tour-এর ল্যাবে অগ্রগামী একটি কৌশল যা উপকরণের মাধ্যমে উচ্চ-শক্তির বৈদ্যুতিক নাড়ি পাঠায়, মিলিসেকেন্ডে 1,000 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রা চালিত করে। যখন PFAS-লাদেন সক্রিয় কার্বন উচ্চ-লবণাক্ততার নোনা জলের সাথে মিশ্রিত হয় এবং এই নাড়িগুলির সাথে সম্পর্কিত হয়, তীব্র তাপ carbon-fluorine বন্ধনগুলি ভাঙ্গে দেয় যা PFAS কে পরিবেশে এত স্থায়ী করে তোলে।
একবার মুক্ত হয়ে গেলে, মুক্ত ফ্লোরিন পরমাণুগুলি নোনা জলে উপস্থিত লিথিয়াম ক্যাটিয়নগুলির সাথে যুক্ত হয়, lithium fluoride গঠন করে। গবেষকরা তারপর 1,676 থেকে 2,260 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় একটি দ্বিতীয় ফ্ল্যাশ হিটিং পদক্ষেপ প্রয়োগ করেছিল, lithium fluoride নির্বাচিতভাবে বাষ্পীভূত করে যখন ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইডের মতো ভারী অমিশ্রিত কঠিন অবস্থায় রয়েছে।
এই দ্রুত ফ্ল্যাশ পাতন 99 শতাংশ বিশুদ্ধতা সহ 82 শতাংশ পুনরুদ্ধার হার অর্জন করেছে - সবকিছু মাত্র কয়েক সেকেন্ডে, প্রচলিত বাষ্পীকরণ পুকুর পদ্ধতিগুলির জন্য প্রয়োজনীয় মাসের পরিবর্তে।
বাস্তব-বিশ্ব ব্যাটারি পারফরম্যান্স যাচাই করা হয়েছে
দল প্রমাণ ধারণার বাইরে গিয়ে পুনরুদ্ধৃত lithium fluoride কে মান lithium-ion ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইটে একীভূত করেছে। ব্যাপক পরীক্ষা নিশ্চিত করেছে যে এই পুনর্ব্যবহৃত উপকরণ ব্যবহারকারী ব্যাটারিগুলি প্রচলিত উত্স থেকে lithium fluoride ব্যবহারকারী ব্যাটারির স্থিতিশীলতা এবং কর্মক্ষমতার সাথে মিলিত বা অতিক্রম করেছে।
এই যাচাইকরণ বাণিজ্যিক গ্রহণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। ব্যাটারি নির্মাতারা এমন উপকরণ প্রয়োজন যা কঠোর বিশুদ্ধতা মানদণ্ড পূরণ করে এবং চাল প্রক্রিয়া সেই চাহিদা পূরণ করে যখন প্রচলিত লিথিয়াম খনির তুলনায় উল্লেখযোগ্য পরিবেশগত সুবিধা প্রদান করে।
একযোগে দুটি সমস্যা সমাধান করা
প্রচলিত নোনা জল থেকে lithium নিষ্কাশন বিশাল বাষ্পীকরণ পুকুর জড়িত যা দক্ষিণ আমেরিকা, অস্ট্রেলিয়া এবং চীনের প্রায়ই শুষ্ক অঞ্চলে বিলিয়ন বিলিয়ন গ্যালন জল গ্রাস করে। প্রক্রিয়াটি 12 থেকে 18 মাস সময় নেয় এবং ঘনীভূত বর্জ্য স্ট্রিম পিছনে রেখে যায়। চাল পদ্ধতিটি মিনিটে অপারেট করে উল্লেখযোগ্যভাবে কম জল এবং শক্তি খরচ সহ।
এই মধ্যে, PFAS দূষণ বিশ্বব্যাপী হাজার হাজার সম্প্রদায়কে প্রভাবিত করে। এই per- এবং polyfluoroalkyl পদার্থগুলি প্রাকৃতিক ভাঙ্গনের বিরোধিতা করে এবং মাটি, ভূগর্ভস্থ জল এবং জীবন্ত জীবে সংগ্রহ করে। বর্তমান প্রতিকার বিপজ্জনক বর্জ্য কার্বনের টন তৈরি করে যা অবশ্যই জ্বলিত বা ল্যান্ডফিল করা যায়। সেই বর্জ্যকে lithium উৎপাদনের জন্য একটি ফিডস্টকে রূপান্তরিত করে, চাল প্রক্রিয়া যা পূর্বে একটি নিষ্পত্তি দায়িত্ব ছিল তা থেকে অর্থনৈতিক মূল্য তৈরি করে।
বৈশ্বিক lithium এর চাহিদা বৈদ্যুতিক যানবাহন রূপান্তরের পাশাপাশি বৃদ্ধি অব্যাহত থাকে এবং PFAS দূষণের উপর নিয়ন্ত্রক চাপ সারা যুক্তরাষ্ট্র এবং ইউরোপ জুড়ে তীব্রতর হয়, এই দ্বৈত-উদ্দেশ্য পদ্ধতি উভয় শিল্পের জন্য রূপান্তরকারী প্রমাণিত হতে পারে।
সামনে স্কেলিং চ্যালেঞ্জ
যদিও ল্যাবরেটরি ফলাফল প্রতিশ্রুতিশীল, শিল্প ভলিউমে Flash Joule Heating স্কেল করা প্রকৌশল চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে। কৌশল বৈদ্যুতিক নাড়ি এবং তাপমাত্রা জানালার নির্ভুল নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন এবং PFAS-স্যাচুরেটেড কার্বনের উপলব্ধতা জল প্রতিকার প্রচেষ্টার গতির উপর নির্ভর করে। তবুও, গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে বাণিজ্যিক উন্নয়নের জন্য মৌলিক বিষয়গুলি সঠিক এবং অর্থনৈতিক প্রণোদনা - একটি বিপজ্জনক বর্জ্য ধ্বংস করার সময় একটি উচ্চ-মূল্যের পণ্য উৎপাদন করা - এমন উপায়ে সংযুক্ত যা শিল্প অংশীদারদের আকৃষ্ট করতে পারে।
এই নিবন্ধটি Interesting Engineering দ্বারা রিপোর্টিং এর উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।
