बायोडिझेल आणि सुपर हाईड्रोफोबिक ॲक्टीवेटेड कार्बन कॅटालिस्ट.

बायोडिझेल आणि उत्कृष्ट जलविरोधी सक्रिय कार्बन उत्प्रेरक (Super Hydrophobic Activated Carbon Catalyast)

सध्या भारत नव्हे तर सर्वच देश पर्यावरण पूरक गोष्टींचा ,  तंत्रज्ञानाचा स्वीकार करत आहेत. ही खरं तर काळाची गरज बनली आहे. सध्या वाढती महागाई , आणि संपत चाललेले पारंपरिक इंधन साठे पाहता आपल्याला या गोष्टींची भविष्यात ही खूप गरज पडणार आहे. कमी होत चाललेल्या आणि न परवडणाऱ्या पेट्रोल आणि डिझेल ला पर्याय म्हणून सध्या जस "इलेक्ट्रिक वाहन " कडे पाहिलं जातं आहे , तसच काही दिवसांमध्ये आपल्याला बायोडिझेल वर चालणाऱ्या वाहनांचा ही स्वीकार करावा लागणार आहे , अस वाटतं. आपण हेच आज पाहणार आहोत बायोडिझेल म्हणजे काय ? आणि ते बनवण्यासाठी लागणारा नवीन उत्प्रेरक कोणता आहे , त्यांचं संशोधन कोणी केलं आणि त्याचे फायदे. खरं तर ब्राझील, इंडोनेशिया, आणि भारत यांसारख्या देशामध्ये मजबूत जैव इंधन धोरण आणि वाढती गरज  यामुळे याचा वापर वाढत चालला आहे.युरोपियन युनियन , युनायटेड स्टेट्स, जपान सारख्या देशामध्ये धोरणे मजबूत होत असली तरी जैव इंधनाला पर्याय इलेक्ट्रिक वाहने आहेत.

💡टेबल ऑफ कंटेंट 

संकल्पना :

◾सुपरहाईड्रोफोबिक किंवा अल्ट्रा हायड्रोफॉबिक : 

◾सक्रिय कार्बन ( Activated Carbon) : 

◾सुपर हायड्रोफोबिक सक्रिय कार्बन उत्प्रेरक :

◾बायोडिझेल इंधन : 

बायोडिझेल उत्पादनातील उत्प्रेरके : 

सुपर हायड्रोफोबीक ॲक्टीव्हेटेड कार्बन कॅटालिस्ट : 

◾संशोधन प्रकाशन : 

◾संशोधन टीम : 

◾उत्प्रेरकाची वैशिष्ट्ये : 

◾संशोधन आणि विकास तंत्र : 

संकल्पना :

 ◾सुपरहाईड्रोफोबिक किंवा अल्ट्रा हायड्रोफॉबिक : 

असे पृष्ठभाग जे ओले करणे अत्यंत कठीण आहे. हायड्रो म्हणजे पाणी आणि फोबिया म्हणजे भय. अल्ट्रा हायड्रोफॉबिक पदर्थांवरील पाण्याच्या थेंबाचे संपर्क कोन 150° पेक्षा जास्त असतात. उदा., वॉटर स्टायडर हे कीटक आहेत जे पाण्याच्या पृष्ठभागावर राहतात आणि त्यांचे शरीर हायड्रोफ्यूज नावाच्या विशिष्ट केसांच्या केसांमुळे प्रभावीपणे ओले होऊ शकत नाही.

◾सक्रिय कार्बन ( Activated Carbon) : 

सक्रिय कार्बन , ज्याला सक्रिय कोळशा देखील म्हणतात. हा कार्बन चाच एक प्रकार आहे ज्यामध्ये लहान , कमी आकाराचे छिद्र असतात. जे शोषण किंवा रासायनिक अभिक्रियांसाठी उपलब्ध पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढवतात.

उपयोग  : 

• मिथेन आणि हायड्रोजन स्टोरेज 
• हवा शुध्दीकरण 
• कॅपेसिटीव्ह डी आयोनिकरण 
• सॉलव्हेंट रीकव्हरी 
• सोन्याचे शुध्दीकरण 
• पाणी शुध्दीकरण
• दात पांढरे करणे इ.

◾सुपर हायड्रोफोबिक सक्रिय कार्बन उत्प्रेरक : 

जेव्हा सक्रिय कार्बन सुपर हायड्रोफॉबिक बनवण्यासाठी सुधारित केले जाते, तेव्हा ते सक्रिय कार्बन चे उच्च पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ आणि शोषण क्षमता सुपर हायड्रोफोबीक पदार्थांच्या जल विकर्षण गुणधर्मासह एकत्र करते. हे संयोजक विशेषतः उत्प्रेरक प्रक्रियांमध्ये उपयुक्त ठरू शकते जेथे पाण्याची उपस्थिती प्रतिक्रिया रोखू शकते किंवा उत्प्रेरकाला आद्रतेपासून संरक्षित करणे आवश्यक आहे.

◾बायोडिझेल इंधन : 

बायोडिझेल हे एक नुतनिकरणीय , जैवविघटनशिल इंधन आहे जे स्थानिक पातळीवर वनस्पती तेले , प्राणी चरबी किंवा पून पूनर्नविनिकरण केलेल्या रेस्टॉरंट ग्रीस पासून तयार केले जाते. बायोडिझेल तयार करण्याची सर्वात सामान्य पद्धत म्हणजे ट्रान्सस्टेरीफिकेशन नावाच्या रासायनिक प्रक्रियेद्वारे . जिथे ट्रायग्लीसराईड्स अल्कोहोल ( मिथेनोल ) सह प्रतिक्रिया करून बायोडिझेल आणि ग्लिसरॉल तयार करतात.

बायोडिझेल उत्पादनातील उत्प्रेरके : 

ट्रान्सस्टेरिफिकेशन प्रक्रियेत उत्प्रेरके महत्त्वपूर्ण असतात. यामध्ये साधारणतः तीन प्रकारचे उत्प्रेरक वापरले जातात. होमोजिनियस, हेट्रोजिनियस, आणि एन्झायम . यामध्ये पारंपारिक पणे सोडियम हायड्रॉक्साइड (NaOH) किंवा पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड (KOH) सारखे एकसंध उत्प्रेरक वापरले जातात. परंतु या उत्प्रेरकांचे अनेक तोटे आहेत.

• कधीकधी नको असणाऱ्या साबण ची निर्मिती होते त्यामुळे बायोडिझेल कमी प्रमाणात मिळते.
• डाऊनस्ट्रीम शुध्दीकरण प्रक्रियेदरम्यान अनेक समस्या उद्भवतात , जसे की मोठ्या प्रमाणात टाकाऊ पाण्याची निर्मिती.
• रासायनिक अभिक्रिया खूपच हळू होते.
• गंजणारी उत्प्रेरके जसे की H2SO4 रिॲक्टर आणि पाइपलाइन वर गंज आणते.
• काहीवेळा उत्प्रेरकाला मिळणाऱ्या उत्पादनापासून वेगळे करणे आवघड होत .

सुपर हायड्रोफोबीक ॲक्टीव्हेटेड कार्बन कॅटालिस्ट : 

आपण वरती पाहिलं की जे परंपरागत चालत आलेली उत्प्रेरके आहेत बायोडिझेल निर्मितीमध्ये ती काही प्रमाणात परवडणारी नाहीत . त्याचे अनेक तोटे देखील आहेत . त्यामुळे य सगळ्याचा विचार करता बायोडिझेल निर्मितीसाठी अलीकडेच काही संशोधकांनी एका उत्प्रेरकाचे संशोधन केले आहे आणि तो खूपच फायदेशीर देखील आहे.

◾संशोधन प्रकाशन : 

वैज्ञानिक समुदायात या उत्प्रेरकाचे महत्त्व अधोरेखित करणारे संशोधन  " ॲडव्हान्सड फंक्शनल मटेरिअल्स " या पिअर पूनवरावलोकन जर्नल मध्ये प्रकाशित झाले आहे.

◾संशोधन टीम : 

अर्पिता दास , कंगकाना सैकिया , सॅम्युअल लालयाझुआला  रोकुम (NIT सिलचर, आसाम)

 चंद्रकांता गूच्छेत, बिमलेंदू अधिकारी (NIT राऊरकेला, ओडिशा) 

दा शी ( युनिव्हर्सिटी ऑफ केंब्रीज, युके)

हू ली ( गुइझोउ विद्यापीठ, चीन)

◾उत्प्रेरकाची वैशिष्ट्ये : 

डॉ. रोकुम यांनी ' द हिंदु ' ला दिलेल्या मुलाखतीत या उत्प्रेराकाची वैशिष्ट्ये सांगितली आहेत.

• सुपर हायड्रोफोबीक उत्प्रेरक , हे कमलाच्या पानांसारख्या नैसर्गिक पृष्ठभागाच्या ओले विरोधक किंवा पाणी प्रतिरोधक गुणधर्माचे अनुकरण करणारे आहे. पाण्यामुळे होणाऱ्या सक्रिय स्थळांचे विषबाधा रोखण्यासाठी महत्त्वपूर्ण मानले जाते.
• सुपर हायड्रोफोबीक उत्प्रेरक , बायोडिझेल उत्पादनाच्या क्षेत्रात गेम चेंजर ठरू शकते.
• अतुलनीय मजबुतीमुळे ते वेगळे दिसते.
• बायोडिझेल उत्पादनादरम्यान ते पाणी उप - उत्पादनाचा सामना करू शकते.
• हे उत्प्रेरक अत्यंत प्रभावी आहे आणि अनेक वेळा याचा पुन्हा वापर केला जाऊ शकतो, त्यामुळे उत्प्रेरक प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम आणि खर्च प्रभावी बनते.
• हे बायोमास (सेल्युलोज) पासून प्राप्त होणारे उत्प्रेरक आहे, त्यामुळे हे पर्यावरणीयदृष्ट्या सौम्य, मुबलक आणि आत्यंत परवडणारे आहे.
• याच्या वापरामुळे शाश्वत ऊर्जा अधिक सुलभ होईल.
• याच्या वापरामुळे बायोडिझेल ची उत्पादन प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम, किफायतशीर आणि पर्यावरण पूरक बनवते.
• बायोमास कचरा विल्हेवाटीसाठी एक शाश्वत पद्धत प्रदान करते.शेवटी ग्रेफिन आणि कार्बन नॅनोट्यूबला पर्याय म्हणून बायोचारची उपयुक्तता वाढवते.
• भारतातील बायोडिझेल ची सध्याची किंमत सुमारे  ₹100 प्रती लिटर आहे.परंतु या नवीन उत्प्रेरकाचा वापर केल्याने किंमत प्रती लिटर सुमारे ₹30 कमी होऊ शकते. त्यामुळे बायोडिझेल अधिक परवडणारे आणि जीवाश्म इंधनासह स्पर्धात्मक बनते. 

◾संशोधन आणि विकास तंत्र : 

सुपर हायड्रोफोबिक गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी रासायनिक वाष्प संचय (CVD) सारख्या पद्धतींचा वापर करून विकसित करण्यात आले आहे.

धन्यवाद ...