जलवायु परिवर्तन को धीमा करने के लिए CO2 से रिसाइकिल योग्य प्लास्टिक कैसे बनाया जाए

जनता से रिश्ता वेबडेस्क। एक सपने की तरह ध्वनि? मुश्किल से। ये उत्पाद पहले से ही दुनिया भर में बेचे जा रहे हैं। और अन्य विकसित किए जा रहे हैं। वे सदियों से चली आ रही मानव गतिविधि से होने वाले नुकसान को कम करने के लिए अकादमिक और उद्योग द्वारा बढ़ते प्रयास का हिस्सा हैं, जिसने वातावरण में CO2 और अन्य गर्मी-फँसाने वाली गैसों को भेजा है (एसएन: 3/12/22, पृष्ठ 16)।

कार्रवाई की तत्काल आवश्यकता है। अपनी 2022 की रिपोर्ट में, जलवायु परिवर्तन पर संयुक्त राष्ट्र अंतर सरकारी पैनल, या आईपीसीसी ने कहा कि बढ़ते तापमान ने पहले ही ग्रह को अपरिवर्तनीय क्षति पहुंचाई है और मानव मृत्यु और बीमारी में वृद्धि हुई है (एसएन: 5/7/22 और 5/21/22, पृष्ठ 8)। इस बीच, उत्सर्जित CO2 की मात्रा में वृद्धि जारी है। अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन ने पिछले साल भविष्यवाणी की थी कि यदि वर्तमान नीति और विकास के रुझान जारी रहे, तो वार्षिक वैश्विक CO2 उत्सर्जन 2020 में लगभग 34 बिलियन मीट्रिक टन से बढ़कर 2050 तक लगभग 43 बिलियन हो सकता है।

कार्बन कैप्चर और स्टोरेज, या सीसीएस, जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए एक रणनीति है जिसे आईपीसीसी द्वारा "काफी" क्षमता के रूप में लंबे समय से नोट किया गया है। एक तकनीक जो 1970 के दशक से अस्तित्व में है, सीसीएस स्मोकस्टैक्स या परिवेशी वायु से CO2 को फंसाता है और इसे स्थायी अनुक्रम के लिए भूमिगत पंप करता है। ग्लोबल सीसीएस इंस्टीट्यूट के अनुसार, आज, 27 सीसीएस सुविधाएं दुनिया भर में संचालित होती हैं - संयुक्त राज्य अमेरिका में 12 - प्रति वर्ष अनुमानित 36 मिलियन टन कार्बन का भंडारण। 2021 इन्फ्रास्ट्रक्चर इन्वेस्टमेंट एंड जॉब्स एक्ट में चार अतिरिक्त यू.एस. प्रत्यक्ष कब्जा सुविधाओं के लिए $ 3.5 बिलियन का वित्त पोषण शामिल है।

लेकिन इसे केवल स्टोर करने के बजाय, कैप्चर किए गए कार्बन का इस्तेमाल चीजों को बनाने के लिए किया जा सकता है। इस साल पहली बार, आईपीसीसी ने वायुमंडलीय कार्बन को कम करने के विकल्पों की सूची में कार्बन कैप्चर और उपयोग, या सीसीयू को जोड़ा। CCU CO2 को पकड़ता है और इसे कार्बन युक्त उत्पादों जैसे सीमेंट, जेट ईंधन और प्लास्टिक बनाने के लिए कच्चे माल में शामिल करता है। अभी भी विकास और व्यावसायीकरण के शुरुआती चरणों में, सीसीयू 2050 में वार्षिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 20 अरब टन तक कम कर सकता है - आज दुनिया के वैश्विक उत्सर्जन के आधे से अधिक, आईपीसीसी का अनुमान है।

इंग्लैंड में यूनिवर्सिटी ऑफ शेफ़ील्ड के रसायनज्ञ और वैश्विक सीसीयू विशेषज्ञ पीटर स्टायरिंग का कहना है कि इस तरह की मान्यता एक आंदोलन के लिए एक बड़ी जीत थी, जो अपने अधिक स्थापित चचेरे भाई, सीसीएस की छाया से उभरने के लिए संघर्ष कर रहा है। कई सीसीयू-संबंधित कंपनियां उभर रही हैं और एक-दूसरे के साथ और दुनिया भर की सरकारों के साथ सहयोग कर रही हैं, उन्होंने आगे कहा।

अप्रैल में ब्रुसेल्स में एक सीसीयू सम्मेलन में मैकेनिकल इंजीनियर वोल्कर सिक ने कहा, सीसीयू की क्षमता इसकी मात्रा और मौद्रिक क्षमता दोनों के मामले में "विशाल" है। एन आर्बर में मिशिगन विश्वविद्यालय के सिक, ग्लोबल CO2 पहल का निर्देशन करते हैं, जो CCU को मुख्यधारा के जलवायु समाधान के रूप में बढ़ावा देता है। उन्होंने कहा, "हम किसी ऐसी चीज के बारे में बात नहीं कर रहे हैं जो करना अच्छा है लेकिन सुई को नहीं हिलाता है।" "यह सुई को कई, कई पहलुओं में ले जाता है।"

प्लास्टिक जीवाश्म ईंधन से बनते हैं और उनका उत्पादन बढ़ रहा है। प्लास्टिक बनाने के लिए पहले से ही जमीन से ऊपर कार्बन का उपयोग करके शोधकर्ता चीजों को अलग तरह से करने की उम्मीद करते हैं।

प्लास्टिक उत्पादन में वैश्विक वृद्धि, 1980–2050

1980 से 2050 तक प्लास्टिक उत्पादन में वैश्विक वृद्धि को दर्शाने वाला क्षेत्र ग्राफ

सी चांग

स्रोत: आईईए

प्लास्टिक विरोधाभास

उत्पादों में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग कोई नई बात नहीं है। CO2 का उपयोग सोडा को फ़िज़ी बनाने, खाद्य पदार्थों को जमने (सूखी बर्फ के रूप में) रखने और अमोनिया को उर्वरक के लिए यूरिया में बदलने के लिए किया जाता है। जलवायु परिवर्तन को धीमा करने की रणनीति के रूप में CO2 के साथ उत्पाद बनाने पर नया ध्यान केंद्रित किया गया है। बोस्टन स्थित मार्केट रिसर्च फर्म लक्स रिसर्च के अनुसार, आज का सीसीयू बाजार, जिसका अनुमान 2 अरब डॉलर है, 2040 तक 550 अरब डॉलर तक पहुंच सकता है। इस बाजार का अधिकांश भाग सीमेंट में CO2 जोड़कर संचालित होता है - जो इसके गुणों में सुधार कर सकता है और साथ ही वायुमंडलीय कार्बन को कम कर सकता है - और जेट ईंधन के लिए, जो उद्योग के बड़े कार्बन पदचिह्न को कम कर सकता है। CO2 से प्लास्टिक आज एक विशिष्ट बाजार है, लेकिन इस क्षेत्र का लक्ष्य एक साथ दो संकटों से लड़ना है: जलवायु परिवर्तन और प्लास्टिक प्रदूषण।

प्लास्टिक जीवाश्म ईंधन से बनाया जाता है, जो प्राचीन जीवों के अवशेषों से बनने वाले हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है। अधिकांश प्लास्टिक कच्चे तेल को परिष्कृत करके उत्पादित किए जाते हैं, जिसे बाद में क्रैकिंग नामक प्रक्रिया के माध्यम से छोटे अणुओं में तोड़ दिया जाता है। ये छोटे अणु, जिन्हें मोनोमर्स के रूप में जाना जाता है, पॉलिमर के निर्माण खंड हैं। एथिलीन, प्रोपलीन, स्टाइरीन और अन्य जैसे मोनोमर्स को पॉलीइथाइलीन (डिटर्जेंट की बोतलें, खिलौने, कठोर पाइप), पॉलीप्रोपाइलीन (पानी की बोतलें, सामान, कार के पुर्जे) और पॉलीस्टाइनिन (प्लास्टिक कटलरी, सीडी केस, स्टायरोफोम) जैसे प्लास्टिक बनाने के लिए एक साथ जोड़ा जाता है। .

CO2 . का एनाटॉमी

कार्बन डाइऑक्साइड अणु में कार्बन (काला) और ऑक्सीजन परमाणुओं (लाल) के बीच मजबूत दोहरे बंधन को तोड़ने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है। ऊर्जा बचाने के लिए, शोधकर्ता रासायनिक और जैव प्रेरित उत्प्रेरक के साथ प्रयोग कर रहे हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड की आणविक संरचना एक कार्बन परमाणु को काले रंग में और दो ऑक्सीजन परमाणुओं को में दिखा रही