डॉ यंग क्यू ह्वांग कोरिया रिसर्च इन्स्टिट्यूट ऑफ केमिकल टेक्नॉलॉजी (KRICT)
कोरियन संशोधन संघाने एक अभिनव तंत्रज्ञान विकसित केले आहे जे एकाच वेळी दोन उच्च-मूल्य रसायने केवळ ग्लुकोज वापरून तयार करते.
कोरिया रिसर्च इन्स्टिट्यूट ऑफ केमिकल टेक्नॉलॉजी (KRICT) मधील डॉ. यंग क्यु ह्वांग, डॉ. क्युंग-र्युल ओह आणि डॉ. जिहून किम यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधन पथकाने एक गोलाकार कमी-कार्बन उत्प्रेरक प्रक्रिया विकसित केली आहे जी ग्लुकोनिक ऍसिडसह-निर्मिती करते- डिटर्जंट्स आणि फार्मास्युटिकल आणि फार्मास्युटिकल आणि सोबिटिक्स आणि कोबिटिक्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे मुख्य घटक.
ही प्रक्रिया बाह्य हायड्रोजन किंवा ऑक्सिजन वायूची गरज काढून टाकते आणि सभोवतालच्या परिस्थितीत कार्य करते, ऊर्जा वापर आणि कार्बन उत्सर्जन दोन्ही लक्षणीयरीत्या कमी करते.
सध्या, ग्लुकोनिक ऍसिड आणि सॉर्बिटॉल ही आवश्यक रसायने आहेत जी जागतिक स्तरावर वार्षिक लाखो टन प्रमाणात तयार केली जातात. तथापि, पारंपारिक प्रक्रियांना ग्लुकोजपासून ग्लुकोनिक ऍसिड आणि सॉर्बिटॉलच्या निर्मितीसाठी स्वतंत्र उत्पादन मार्गांची आवश्यकता असते आणि विशेषत: उच्च तापमान (50-150 °C) आणि उच्च-दाब हायड्रोजन किंवा ऑक्सिजन (अनेकदा 10 बारपेक्षा जास्त) यांचा समावेश होतो, ज्यामुळे उच्च खर्च आणि लक्षणीय CO₂ उत्सर्जन होते.
या आव्हानांना तोंड देण्यासाठी, संशोधन कार्यसंघाने अंतर्गत हायड्रोजन हस्तांतरण यंत्रणा यशस्वीरित्या कार्यान्वित केली, जिथे ग्लुकोज ते ग्लुकोनिक ऍसिडच्या डिहायड्रोजनेशन दरम्यान तयार होणारे हायड्रोजन ताबडतोब शेजारच्या ग्लुकोज रेणूंमध्ये हस्तांतरित केले जाते आणि त्यांचे सॉर्बिटॉलमध्ये रूपांतर होते.
या प्रक्रियेची तुलना सायकल यंत्रणेशी केली जाऊ शकते – जिथे आंतरिकरित्या निर्माण केलेली ऊर्जा बाह्य इनपुटशिवाय थेट वापरली जाते – स्वयं-शाश्वत, ऊर्जा-कार्यक्षम प्रणालीचे प्रतिनिधित्व करते.
या तंत्रज्ञानाचा गाभा विशेषत: डिझाइन केलेल्या द्विकार्यात्मक Pt–Sn उत्प्रेरक (PtSn/ZrO₂) मध्ये आहे. Pt-ते-Sn गुणोत्तर 3:1 पर्यंत अनुकूल करून, संशोधकांनी प्रतिक्रियेवर अचूक नियंत्रण मिळवले. शुद्ध Pt जास्त प्रमाणात हायड्रोजन सोडण्यास कारणीभूत असताना, Sn ची जोडणी प्रतिक्रिया गतिशास्त्र सुधारते, कार्यक्षम हायड्रोजन वापर सक्षम करते.
परिणामी, 100% व्युत्पन्न हायड्रोजनचा वापर सॉर्बिटॉल उत्पादनासाठी केला जातो, आदर्श स्टोइचिओमेट्रिक परिणाम प्राप्त होतो: ग्लुकोनिक ऍसिडचे 50 रेणू आणि ग्लुकोजच्या 100 रेणूंमधून सॉर्बिटॉलचे 50 रेणू.
औद्योगिक दृष्टीकोनातून, हे तंत्रज्ञान अत्यंत आशादायक आहे. उच्च-सांद्रता ग्लुकोज फीडस्टॉक्स वापरून, प्रक्रिया पारंपारिक उच्च-तापमान, उच्च-दाब प्रक्रियांच्या तुलनेत 1.5 किलो L⁻¹ दिवस⁻¹ पेक्षा जास्त उत्पादन दर मिळवते.
याव्यतिरिक्त, संशोधन संघाने उत्पादन वेगळे करण्यासाठी बायपोलर मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोडायलिसिस (BMED) लागू केले, अंतिम उत्पादनांसाठी 98.5% पेक्षा जास्त शुद्धता प्राप्त केली.
पृथक्करणासाठी ऊर्जेची किंमत लक्षणीयरीत्या कमी आहे—अंदाजे KRW 150 प्रति किलोग्राम—जो मजबूत आर्थिक व्यवहार्यता दर्शवते.
शिवाय, हे प्लॅटफॉर्म तंत्रज्ञान इतर बायोमास-व्युत्पन्न साखरेपर्यंत वाढवता येते. उदाहरणार्थ, लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमासपासून मिळवलेल्या झायलोजचा वापर करून, ते साखर-मुक्त डिंकमधील मुख्य घटक xylitol तयार करू शकते.
डॉ. यंग क्यू ह्वांग म्हणाले, “हे संशोधन एका वर्तुळाकार रासायनिक प्रक्रियेचे मॉडेल सादर करते जे कचऱ्याशिवाय संसाधनाची कार्यक्षमता वाढवते. कार्बन उत्सर्जन लक्षणीयरीत्या कमी करताना पेट्रोलियमऐवजी बायोमासपासून रसायने तयार करून, या तंत्रज्ञानामुळे रासायनिक उद्योगाची स्पर्धात्मकता वाढेल अशी अपेक्षा आहे.”
हा अभ्यास जानेवारीमध्ये अप्लाइड कॅटॅलिसिस बी: एन्व्हायर्नमेंट अँड एनर्जी, कॅटॅलिसिसमधील जगातील अग्रगण्य जर्नल्समध्ये प्रकाशित झाला होता.
Comments are closed.