ప్లాస్టిక్స్ మరియు వస్త్రాల నుండి యాంటీఫ్రీజ్ మరియు క్రిమిసంహారక మందుల వరకు అనేక రోజువారీ ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే కీలకమైన పారిశ్రామిక రసాయనాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు పచ్చటి మార్గాన్ని కనుగొన్నారు, ఒక కొత్త అధ్యయనం ప్రకారం సైన్స్ మరియు తులనే యూనివర్శిటీ కెమికల్ ఇంజనీర్ మాథ్యూ మోంటెమోర్ సహ రచయిత.
ఈ పురోగతి ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ తయారీ నుండి గ్రీన్హౌస్ వాయు ఉద్గారాలను గణనీయంగా తగ్గించగలదు, ఇది 40 బిలియన్ డాలర్ల ప్రపంచ మార్కెట్ను కలిగి ఉంది. ప్రస్తుత ఉత్పత్తి ప్రక్రియకు క్లోరిన్ అవసరం, ఇది విషపూరితమైనది మరియు మిలియన్ టన్నుల టన్నుల కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఏటా వాతావరణంలోకి విడుదల చేస్తుంది.
మాంటెమోర్ నేతృత్వంలోని పరిశోధనా బృందం, అలాగే టఫ్ట్స్ యూనివర్శిటీ కెమిస్ట్రీ ప్రొఫెసర్ చార్లెస్ సైక్స్ మరియు యూనివర్శిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియా శాంటా బార్బరా (యుసిఎస్‌బి) కెమికల్ ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్ ఫిలిప్ క్రిస్టోఫర్, వెండి ఉత్ప్రేరకాలకు తక్కువ మొత్తంలో నికెల్ అణువులను జోడించడం వల్ల ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని కొనసాగించవచ్చు. ఈ ప్రక్రియలో క్లోరిన్ అవసరం.
“పరిశ్రమ దీనిని ప్రయత్నిస్తే మరియు వారు ఉపయోగకరంగా ఉన్నారని మరియు దానిని వాణిజ్యీకరించగలిగితే, జంట ప్రయోజనాలు మీరు చాలా CO ని సేవ్ చేయవచ్చు2 మరియు అదే సమయంలో చాలా డబ్బు “అని మోంటెమోర్ చెప్పారు.
టాక్సిక్ క్లోరిన్ నుండి బయటపడటం కూడా ఉత్పత్తిని సురక్షితంగా చేస్తుంది, మోంటెమోర్ జోడించారు.
ఈ ఆవిష్కరణ ఆరు సంవత్సరాలు. సైక్స్ మరియు మాంటెమోర్ మొట్టమొదట 2018 లో సెలెక్టివ్ ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలను అన్వేషించడం గురించి చర్చించారు. అవి ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తిపై దృష్టి సారించాయి, ఇది ఇథిలీన్ మరియు మాలిక్యులర్ ఆక్సిజన్‌ను వెండిని ప్రాధమిక ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగిస్తుంది.
“మేము ఆశ్చర్యపోయాము, ఎందుకంటే నికెల్ గురించి శాస్త్రీయ లేదా పేటెంట్ సాహిత్యంలో ఏమీ కనుగొనలేకపోయాము, ఇది అనేక ఇతర ఉత్ప్రేరక ప్రక్రియలలో ఉపయోగించిన సాధారణ మరియు చవకైన మూలకం అయినప్పటికీ” అని సైక్స్ చెప్పారు.
సైక్స్ యొక్క సింగిల్-అటోమ్ అల్లాయ్ కాన్సెప్ట్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా పురోగతి వచ్చింది, ఇది ఒక దశాబ్దం క్రితం అతను మార్గదర్శకత్వం వహించిన రసాయన ప్రతిచర్యలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు నియంత్రించడానికి ప్రాథమిక విధానం. మాంటెమోర్ ఈ విధానాన్ని ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలకు వర్తించవచ్చని భావించారు, అయినప్పటికీ సైక్స్ గతంలో ఆక్సీకరణతో పెద్దగా విజయం సాధించలేదు.
లోహాల యొక్క మంచి కలయికల కోసం మాంటెమోర్ స్క్రీన్‌కు లెక్కలు వేశారు. ఈ లెక్కల ఆధారంగా, టఫ్ట్స్ వద్ద పీహెచ్‌డీ విద్యార్థులు ఎలిజబెత్ హాపెల్ మరియు లారా క్రామెర్ ప్రారంభ ప్రయోగాలు నిర్వహించారు, ఇది మంచి ఫలితాలను చూపించింది.
నికెల్ చేర్పులతో వెండి ఉత్ప్రేరకం యొక్క ఆచరణాత్మక సూత్రీకరణను అభివృద్ధి చేయడానికి ఈ బృందం ఉత్ప్రేరక రియాక్టర్ అధ్యయనాలపై నిపుణుడైన క్రిస్టోఫర్‌ను చేర్చుకుంది.
ఫలితాలు అంచనాలను మించిపోయాయి.
యుసిఎస్‌బిలో డాక్టోరల్ విద్యార్థి అనికా జలీల్, నికెల్ అణువులను వెండి ఉత్ప్రేరకంలో చేర్చడానికి పునరుత్పత్తి పద్ధతిని విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేశాడు, ఈ ప్రభావం ఎందుకు ఇంతకు ముందెన్నడూ నివేదించలేదని వివరించే సాంకేతిక సవాలు.
ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రస్తుత పారిశ్రామిక ప్రక్రియ సాధారణంగా ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ అణువుకు కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క రెండు అణువులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. క్లోరిన్ను జోడించడం వల్ల ఈ నిష్పత్తిని కార్బన్ డయాక్సైడ్ అణువుకు రెండు అణువుల ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ మెరుగుపరుస్తుంది. కొత్త నికెల్-మెరుగైన ఉత్ప్రేరకం ఈ ఉద్గారాలను మరింత తగ్గించగలదు, అయితే ఈ ప్రక్రియలో టాక్సిక్ క్లోరిన్ యొక్క అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది.
ఈ బృందం వారి ఆవిష్కరణ కోసం అంతర్జాతీయ పేటెంట్లను సమర్పించింది మరియు ప్రస్తుత ఉత్పాదక సదుపాయాలలో సాంకేతికతను అమలు చేయడం గురించి ఒక ప్రధాన వాణిజ్య ఉత్పత్తిదారుడితో చర్చలు జరుపుతోంది.
విజయవంతమైతే, ఈ క్లీనర్ ఉత్పత్తి పద్ధతి పారిశ్రామిక-స్థాయి ఉత్పత్తికి అవసరమైన సామర్థ్యాన్ని కొనసాగిస్తూ ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ తయారీ యొక్క గణనీయమైన పర్యావరణ ప్రభావాన్ని పరిష్కరించడంలో సహాయపడుతుంది.
