پینانگ میں محققین نے تیل کی کھجور کی راکھ کو CO₂ کیپچر کے لیے ایک موثر، AI سے بہتر مواد میں تبدیل کر دیا ہے، جو کھجور کی صنعت کے فضلے کا ایک پائیدار حل پیش کرتا ہے اور موسمیاتی تخفیف کی حکمت عملیوں کو آگے بڑھا رہا ہے۔
ملائیشیا کے محققین نے تیل پام کی راکھ کو، جو پام آئل انڈسٹری کی ایک ضمنی پیداوار ہے، کو ایک انتہائی موثر کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO₂) کیپچر مواد میں تبدیل کرنے کے لیے ایک طریقہ کار کا آغاز کیا ہے۔ یہ اختراع نہ صرف پام کرنل شیل ایش سے پیدا ہونے والے ٹھکانے لگانے کے چیلنجوں کا پائیدار حل فراہم کرتی ہے بلکہ موسمیاتی تبدیلی کے خلاف جنگ میں ایک امید افزا ہتھیار بھی پیش کرتی ہے۔
Universiti Sains Malaysia کی ٹیم نے تیزاب کے علاج، 700 ڈگری سیلسیس پر گرم کرنے، اور پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے ساتھ ایکٹیویشن کے عمل کو استعمال کیا، جس نے ایک میسوپورس کاربن ڈھانچہ تیار کیا جو 2.9 ملیمول CO₂ فی گرام جذب کرنے کے قابل تھا۔ قابل ذکر بات یہ ہے کہ یہ صلاحیت اعلیٰ درجے کے تجارتی جذبوں سے مماثل ہے جو بہت بڑے سطحی علاقوں کے ساتھ انجنیئر کی گئی ہے، جو سطح کے سراسر سائز کے بجائے مواد کے باریک ٹیون شدہ تاکنا فن تعمیر کی اہمیت کو واضح کرتی ہے۔
اس مواد کی کارکردگی کا راز اس کے مالیکیولر ڈیزائن میں مضمر ہے: 72.71 اینگسٹروم کے اوسط تاکنا قطر کے ساتھ، یہ ڈھانچہ بہترین سائز کے چینلز بناتا ہے جو CO₂ مالیکیولز کو مؤثر طریقے سے داخل ہونے اور اس پر عمل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ میسوپورس فریم ورک تیزی سے پھیلاؤ اور بہتر جذب حرکیات کی سہولت فراہم کرتا ہے، جو صنعتی پیمانے پر ایپلی کیشنز کے لیے اہم ہے۔ اگرچہ سطح کے رقبے کو اکثر جذب کرنے والوں میں سب سے زیادہ نمایاں کیا جاتا ہے، یہ تحقیق اس بات پر روشنی ڈالتی ہے کہ کس طرح تاکنا کا سائز اور ترتیب، مادی فنکشنلائزیشن کے ساتھ، کارکردگی میں یکساں طور پر فیصلہ کن ہو سکتا ہے۔ راکھ اور پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے لیے ایکٹیویشن کا بہترین تناسب 1:2 پایا گیا۔ اس تناسب سے تجاوز کرنا ساختی تباہی کا باعث بنتا ہے، افادیت کو کم کرتا ہے۔
قابل ذکر بات یہ ہے کہ، ملائیشیا کی ٹیم نے اپنے تجرباتی انداز میں مشین لرننگ کو مربوط کیا، جو مصنوعی ذہانت اور مادی سائنس کے نئے فیوژن کی نمائندگی کرتا ہے۔ ایک دو طرفہ اعصابی نیٹ ورک کو استعمال کرتے ہوئے، محققین نے درجہ حرارت، گیس کے بہاؤ کی شرح، اور ارتکاز جیسے مختلف حالات کے تحت CO₂ جذب کی پیش گوئی کرنے میں R-squared قدر 0.99 سے زیادہ حاصل کی۔ یہ کمپیوٹیشنل ماڈل تیز رفتار تخروپن اور اصلاح کو قابل بناتا ہے، روایتی تجرباتی جانچ سے وابستہ وقت اور اخراجات کو کم کرتا ہے۔ تھرموڈینامکس نے انکشاف کیا کہ CO₂ جذب بنیادی طور پر فزیسورپشن کے ذریعے ہوتا ہے — کمزور جسمانی قوتیں 30 ڈگری سیلسیس کے قریب کم درجہ حرارت پر موثر ہوتی ہیں — لیکن سالماتی توانائی میں اضافے کی وجہ سے 60 ڈگری سیلسیس پر تیزی سے کم ہو جاتی ہے جو CO₂ کو فرار ہونے دیتی ہے۔
ملائیشیا کی پام آئل انڈسٹری سالانہ 20 ملین ٹن سے زیادہ پیدا کرتی ہے، جس سے کافی مقدار میں راکھ پیدا ہوتی ہے جسے پائیدار طریقے سے تلف کرنا مشکل ہے۔ اس فضلے کو کاربن کیپچر مواد میں اپسائیکل کرنے سے جس میں تجارتی جذب کرنے والے اجزاء کی ترکیب کے مقابلے میں کم توانائی درکار ہوتی ہے، تحقیق ایک بند لوپ اپروچ پیش کرتی ہے جو آب و ہوا میں تخفیف کے ساتھ فضلہ کی قدر کو یکجا کرتی ہے۔ تجرباتی ٹیسٹوں سے پتہ چلتا ہے کہ گیس کے بہاؤ کی شرح 30 ملی لیٹر فی منٹ رابطے کے وقت کو زیادہ سے زیادہ کرتی ہے، جس سے CO₂ کیپچر میں اضافہ ہوتا ہے جبکہ زیادہ بہاؤ کی شرح قبل از وقت پیش رفت اور کارکردگی میں کمی کا باعث بنتی ہے۔ زیادہ سے زیادہ CO₂ ارتکاز 15% تک پہنچ گیا، غیر متوقع جذب کی حرکیات کے ساتھ 12% پر مشاہدہ کیا گیا، جو جذب کی شرحوں اور گیس کے بہاؤ کے نمونوں کے درمیان پیچیدہ تعامل کی تجویز کرتا ہے۔
یہ اہم کام Universiti Sains Malaysia کے سکول آف کیمیکل انجینئرنگ کو پائیدار مواد کی ترقی میں ایک علاقائی رہنما کے طور پر رکھتا ہے، خاص طور پر AI سے چلنے والی اختراعات پر زور دیتا ہے۔ محققین کی خواہش ہے کہ وہ اپنے مواد کو صنعتی ماحول میں استعمال کرتے ہوئے پائلٹ پیمانے پر تجربات کریں جیسے فلو گیس ٹریٹمنٹ، بائیو گیس اپ گریڈنگ، اور براہ راست ہوا کی گرفت کے نظام۔ طویل مدتی پائیداری کے مطالعے سے یہ بھی طے ہو جائے گا کہ آیا مواد کو کارکردگی کے نمایاں نقصان کے بغیر متعدد بار دوبارہ تخلیق کیا جا سکتا ہے، جو تجارتی قابل عمل ہونے کا ایک اہم عنصر ہے۔
اگرچہ دیگر بایوماس سے ماخوذ مواد جیسے کھجور کے دانے کے خول سے ایکٹیویٹڈ کاربن اعلی سطحی علاقوں پر فخر کر سکتے ہیں — بعض اوقات 1000 m²/g سے زیادہ — اور مختلف فنکشنلائزیشن جیسے میگنیشیم آکسائڈ کے اضافے، ملائیشین آئل پام ایش مواد کاربن کی گرفت کی صلاحیت کے لحاظ سے سخت مقابلہ کرتا ہے۔ تقابلی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ صرف سطح کا رقبہ ہی اعلی جذب کی ضمانت نہیں دیتا ہے، جو جذب کرنے والے ڈیزائن میں تاکنا فن تعمیر اور سطح کی کیمسٹری کی اہمیت کو تقویت دیتا ہے۔
اس تحقیق کے وسیع تر مضمرات پام آئل کے فضلے کی مختلف ندیوں کا استعمال کرتے ہوئے کاربن کیپچر اینڈ سٹوریج (BECCS) کے ساتھ بایو انرجی کی تلاش کے علاقائی اقدامات سے جڑے ہیں، جن میں فرنڈ، ٹرنک اور پھلوں کے خالی گچھے شامل ہیں۔ یہ مربوط نظام زرعی باقیات کی قدر کرتے ہوئے کم کاربن فوٹ پرنٹس کے ساتھ بجلی پیدا کرنے کے لیے پائیدار راستے پیش کرتے ہیں۔ ملائیشیا کی اختراع خاص طور پر راکھ کی قدر کاری اور براہ راست CO₂ کیپچر پر توجہ مرکوز کرکے ان طریقوں کی تکمیل کرتی ہے۔
جیسے جیسے عالمی آب و ہوا کے اہداف زیادہ سخت ہوتے جاتے ہیں، سستی، قابل توسیع کاربن کیپچر ٹیکنالوجیز کی مانگ بڑھ جاتی ہے۔ ملائیشیا کی ترقی ان ضرورتوں کو پورا کرتی ہے فضلہ کے وافر مواد کو استعمال کرتے ہوئے ایک سرمایہ کاری مؤثر، اعلی کارکردگی کا جذب کرنے والا، مشین لرننگ کا استعمال کرتے ہوئے تحقیق کی پیشرفت کو بہتر بنانے اور تیز کرنے کے لیے۔ جب کہ چیلنجز باقی ہیں — جیسے کہ طویل مدتی مادی استحکام کو ثابت کرنا اور پیداوار کو پیمائی کرنا — یہ کام سرکلر اکانومی کے حل کی طرف ایک اہم قدم کا اشارہ دیتا ہے جو زراعت، جدید مواد کی سائنس، اور ماحولیاتی تبدیلی سے نمٹنے میں مصنوعی ذہانت کو یکجا کرتا ہے۔
اگلی بار جب پام آئل کی مصنوعات شیلفوں پر نمودار ہوتی ہیں، تو یہ یاد رکھنے کے قابل ہے کہ صنعت کی باقیات کے سلسلے سے، سائنسدان ماحول سے کاربن ڈائی آکسائیڈ کو فعال طور پر ہٹانے کے لیے اختراعی اوزار تیار کر رہے ہیں، مالیکیول کے ذریعے مالیکیول۔
