نئے کم درجہ حرارت کے سوربینٹ میں قابل توسیع CO₂ کیپچر کی صلاحیت ہے۔

ہیلسنکی یونیورسٹی کے محققین نے کاربن ڈائی آکسائیڈ کے براہ راست ہوا کی گرفت (DAC) کے لیے ایک امید افزا نئے مائع شربت کی اطلاع دی ہے۔ ٹیم کا کہنا ہے کہ یہ زیادہ استعمال، کم توانائی کی تخلیق نو اور دوبارہ استعمال کی صلاحیت کو یکجا کرتا ہے۔ یہ وہ اوصاف ہیں جن کا اگر پیمانے پر ادراک کیا جائے تو اخراجات اور توانائی کے جرمانے کو کم کرنے میں مدد مل سکتی ہے جس نے DAC کے بہت سے طریقوں کو روکا ہے۔

ڈاکٹریٹ کے بعد کی محقق زہرہ ایشاگھی گورجی کی سربراہی میں یہ کام 1,5,7‑ٹریازابائکلو[4.3.0]نان-6‑ene (TBN) اور بینزائل الکحل (TBN‑BA) سے بننے والے ایک سپربیس الکحل مرکب پر مرکوز ہے۔ مصنفین نے رپورٹ کیا ہے کہ ایک گرام مائع شربت غیر علاج شدہ محیطی ہوا سے تقریباً 156 ملی گرام CO₂ جذب کر سکتا ہے اور یہ کہ مرکب "نائٹروجن، آکسیجن، یا دیگر ماحولیاتی گیسوں کے ساتھ رد عمل ظاہر نہیں کرتا ہے"، جس سے یہ CO₂ کیپچر کے لیے منتخب ہو جاتا ہے۔ ٹیم ایک اور عملی فائدہ پر روشنی ڈالتی ہے: پکڑے گئے CO₂ کو معمولی درجہ حرارت پر جاری کیا جا سکتا ہے۔ جیسا کہ رجسٹر نے نوٹ کیا، کمپاؤنڈ کو "اپنے CO₂ کو چھوڑنے کے لیے 70 ° C (158 ° F) ہوا سے صرف 30 منٹ کی نمائش کی ضرورت ہوتی ہے"، جو کہ بہت زیادہ گرمی کی ضرورت والے کچھ شربتوں کے مقابلے میں تخلیق نو کا درجہ حرارت بہت کم ہے۔

ہیلسنکی یونیورسٹی کا تحقیق کا اپنا اکاؤنٹ کارکردگی کے ان دعوؤں کی باز گشت کرتا ہے، جس میں ری سائیکلیبلٹی اور CO₂ کی بحالی کی صفائی پر زور دیا جاتا ہے۔ محققین نے دی رجسٹر کو بتایا کہ پہلے کیپچر – ریلیز سائیکل کے بعد "جذب کرنے کی صلاحیت میں تقریباً 25 فیصد کمی واقع ہوئی، اس لیے ہمارا اندازہ ہے کہ تقریباً 75% CO₂ بازیافت ہو گیا تھا،" اور یہ کہ "دوسرے چکر کے بعد، تاہم، تقریباً تمام CO₂ ہٹا دیا جاتا ہے۔" دوبارہ استعمال کی جانچ نے دکھایا کہ مواد نے 50 سائیکلوں کے بعد تقریباً 75% جذب کرنے کی صلاحیت اور 100 سائیکلوں کے بعد تقریباً 50% کو برقرار رکھا، جو پائیداری کی نشاندہی کرتا ہے بلکہ واضح انحطاط کو بھی ظاہر کرتا ہے جسے طویل المدت تجارتی استعمال کے لیے حل کرنا ضروری ہے۔

ہیلسنکی گروپ واضح ہے کہ کام لیبارٹری کے پیمانے پر باقی ہے اور صنعتی استعمال میں ترجمہ مزید ترقی کا مطالبہ کرے گا۔ دی رجسٹر کے مطابق، ٹیم مائع سوربینٹ کو سلیکا اور گرافین آکسائیڈ جیسے سپورٹ میں شامل کرکے اسے ٹھوس شکلوں میں تبدیل کرنے کی کوشش کر رہی ہے، کیونکہ آپریٹنگ DAC سسٹم عام طور پر ہینڈلنگ اور عمل کے انضمام کے لیے ٹھوس سوربینٹ کے حامی ہیں۔ یونیورسٹی کا SuperBase Solutions پروجیکٹ پہلے سے ہی سپربیس مرکبات کے لیے قابل توسیع، اقتصادی پیداوار کے طریقوں پر کام کر رہا ہے، جس کا مقصد صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے تیاری، کوالٹی کنٹرول اور ریگولیٹری تعمیل کو تیز کرنا ہے۔

آزاد تحقیق اور تکنیکی ادب ممکنہ اور عملی دونوں چیلنجوں کی نشاندہی کرتا ہے جو ہیلسنکی نقطہ نظر کو حل کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی کی کم از سر نو پیدا ہونے والے درجہ حرارت کے سوربینٹس پر ایک تکنیکی رپورٹ جذب/ڈیسورپشن کائینیٹکس کو بہتر بنانے اور توانائی کی ضروریات کو کم کرنے کے لیے کیٹیلائزڈ امائن سسٹمز اور آئنک مائعات کے استعمال کا جائزہ لیتی ہے، اور تصوراتی عمل کے ڈیزائن اور ابتدائی معاشیات پیش کرتی ہے جو تجویز کرتی ہے کہ کیٹلائزڈ سوربینٹ مؤثر طریقے سے DAC کی لاگت کو کم کر سکتے ہیں۔ Oak Ridge نیشنل لیبارٹری نے ایک متبادل راستہ تلاش کیا ہے، قریب-cryogenic DAC جیسے کہ zeolite 13X اور CALF‑20 کا استعمال کرتے ہوئے ذیلی محیطی درجہ حرارت پر، جب کم درجہ حرارت کے آپریشن اور مناسب ادسوربینٹ کو جوڑا جاتا ہے تو کافی حد تک کم سطحی لاگت کا امکان تلاش کیا جاتا ہے۔ اسی طرح زیولائٹس پر شائع شدہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کم درجہ حرارت کی تعیناتی سرد، خشک حالات میں محیط CO₂ کو ہٹانے کے لیے سستے فزیسوربینٹ کو مسابقتی بنا سکتی ہے۔ دوسرے کام نے ہائبرڈ راستوں کی جانچ کی ہے، مثال کے طور پر کمرے کے درجہ حرارت پر CO₂ کو چھوڑنے کے لیے الیکٹرو کیمیکل ری جنریشن کے ساتھ جاذب کو جوڑنا، گرمی کی شدت میں کمی کو دور کرنا۔

وہ وسیع مطالعات DAC کی ترقی میں ایک واقف تجارت کی نشاندہی کرتے ہیں: کیمیائی سوربینٹ جو CO₂ کو محیطی حالات میں مضبوطی سے باندھتے ہیں اکثر گیس کو چھوڑنے کے لیے زیادہ توانائی یا پیچیدہ عمل کا مطالبہ کرتے ہیں، جب کہ فزیسوربینٹ کو دوبارہ پیدا کرنا آسان ہو سکتا ہے لیکن ان کے لیے کم درجہ حرارت یا بڑے پودوں کے نشانات کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ Helsinki TBN‑BA کمپاؤنڈ ایک درمیانی راستہ تلاش کرتا ہے، نسبتاً کم ڈیسورپشن درجہ حرارت کے ساتھ ایک کیمیائی شربت، لیکن اس کی رپورٹ شدہ سائیکل زندگی کی خرابی اور مائع فارمولیشن کو قابل عمل ٹھوس شربت میں تبدیل کرنے کی موجودہ ضرورت رکاوٹیں ہیں جن پر ٹیم کو تجارتی فزیبلٹی کا مظاہرہ کرنے کے لیے قابو پانا چاہیے۔

ہیلسنکی کے محققین اور ان کا ادارہ جاتی مواد TBN-BA کے لیے غیر زہریلا اور کم پیداواری لاگت پر بھی زور دیتا ہے۔ SuperBase Solutions اقدام کا دعویٰ ہے کہ گروپ نے صنعتی پیمانے پر سپربیس مرکبات کی پیداوار کی طرف پیش رفت کی ہے، بشمول ایک خودکار پروٹو ٹائپ سسٹم بنانے کی کوششیں۔ اس طرح کی مینوفیکچرنگ ایڈوانسز اہم ہوں گی اگر TBN-BA- پر مبنی ٹھوس شربت کو پیمانے پر تعینات کیا جائے، اس لیے کہ موسمیاتی تخفیف میں کسی بھی بامعنی شراکت کے لیے بہت زیادہ مقدار میں مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔

وقت اور وسائل کی رکاوٹیں پیشرفت کو متاثر کر سکتی ہیں۔ رجسٹر نے اطلاع دی کہ ایشاگھی گورجی اکتوبر 2026 تک والدین کی چھٹی پر ہیں اور ٹیم کی صلاحیت کے اجازت نامے کے مطابق پراجیکٹ کا پائلٹ پیمانے پر ٹیسٹنگ جاری رہے گا۔ محققین تسلیم کرتے ہیں کہ "کمرشل پروڈکٹ کو تیار کرنے کے لیے اہم وقت، فنڈنگ ​​اور کوشش کی ضرورت ہوتی ہے" اور انہوں نے ایک مضبوط ٹائم لائن فراہم کرنے سے انکار کر دیا۔

صنعت اور پالیسی کا سیاق و سباق فوری ضرورت کو بلند کرتا ہے: رجسٹر نے مشاہدہ کیا کہ جیواشم ایندھن CO₂ کا اخراج 2025 میں ریکارڈ بلندی پر پہنچ گیا، یہ رجحان ڈیٹا سینٹرز اور دیگر توانائی کے استعمال کرنے والے صارفین کی طرف سے بجلی کی طلب میں اضافے کے باعث ہوا ہے۔ اس پس منظر سے یہ بتانے میں مدد ملتی ہے کہ کیوں کم لاگت، کم توانائی CO₂ کیپچر مواد توجہ مبذول کراتے ہیں، یہاں تک کہ sorbents کو دوبارہ بنانے کے لیے درکار توانائی میں معمولی کمی، یا سائیکل کی زندگی میں بہتری، کیپچر کی سطحی لاگت اور DAC سہولیات کے لائف سائیکل کے اخراج کو مادی طور پر متاثر کر سکتی ہے۔

فی الحال، Helsinki TBN‑BA نتیجہ لیبارٹری کے پیمانے پر پیشگی ہے جو DAC کیمسٹری کے پورٹ فولیو میں ممکنہ طور پر مفید آپشن کا اضافہ کرتا ہے۔ یونیورسٹی آف ہیلسنکی کے مطابق، اگلے اقدامات پائلٹ پیمانے پر DAC سیٹ اپ میں ٹھوس سوربینٹ اور کارکردگی کے ٹرائلز میں تبدیلی ہیں۔ آیا یہ مظاہرے باقی خلاء کو ختم کر سکتے ہیں، بہت سے کیپچر کے تحت پائیداری – ریلیز سائیکل، عملی ٹھوس-جذباتی انضمام، اور پیمانے پر توثیق شدہ معاشیات، اس بات کا تعین کرے گا کہ آیا کمپاؤنڈ سائنسی وعدے سے ماحولیاتی تخفیف کے لیے صنعتی آلے کی طرف بڑھتا ہے۔