कानपुर, 10 जनवरी 2024: सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग विभाग आईआईटी कानपुर के प्रोफेसर कृशानु बिस्वास और बहुसंस्थागत शोधकर्ताओं की टीम द्वारा एक विशेष मिश्र धातु (Alloy) के उपयोग पर एक शोध पत्र और अध्ययन प्रस्तुत किया गया है, जो नवीकरणीय स्रोतों से ऊर्जा को परिवर्तित और संग्रहीत करना आसान और किफायती बना सकता है, जिस योगदान को दुनिया की अग्रणी बहु-विषयक विज्ञान पत्रिका नेचर ने 'भारत के उच्च प्रभाव वाले शोध पत्रों में से एक के रूप में रेखांकित किया है जो विज्ञान को नया आकार दे रहे हैं।'

प्रोफेसर कृशानु बिस्वास और आईआईटी मंडी, आईआईटी खड़गपुर और आईआईएससी बैंगलोर के साथी शोधकर्ताओं ने एक विशेष प्रकार की सामग्री पर शोध किया, जिसे उच्च एन्ट्रॉपी मिश्र धातु (एचईए) कहा जाता है, जिसमें पांच तत्वों का मिश्रण होता है; जिसमें पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित करने के लिए कोबाल्ट, आयरन, गैलियम, निकेल और जिंक का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइज़र, ईंधन सेल और कैटेलिसिस जैसे कई तकनीकी अनुप्रयोगों में जल विभाजन आवश्यक है। जल विभाजन का सबसे महत्वपूर्ण पहलू पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में उपलब्ध पानी को कुशलतापूर्वक हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में अलग करने की क्षमता है। शुद्ध-शून्य उत्सर्जन वाले जीवाश्म ईंधन के लिए हाइड्रोजन को एक स्वच्छ विकल्प माना जाता है। यह शोध स्पष्ट रूप से इस अभिनव मिश्र धातु की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करता है, जो वर्तमान में इसी उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली रूथेनियम ऑक्साइड जैसी महंगी सामग्री के प्रदर्शन और स्थायित्व को दर्शाता है। अध्ययन की सामग्री पृथ्वी-प्रचुर तत्वों से बनी है, जो इसे टिकाऊ और उपयोग के लिए बनाना आसान बनाती है। 'Low-cost high entropy alloy (HEA) for high-efficiency oxygen evolution reaction (OER) शीर्षक वाला शोध पत्र नैनो रिसर्च जर्नल https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-021-3802-4 में 2022, 15 (6) के संस्करण में प्रकाशित हुआ था।

इस अध्ययन का ग्रीन हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में व्यापक प्रभाव है जिसमें विद्युत रासायनिक जल-विभाजन के माध्यम से ऊर्जा युक्त हाइड्रोजन को पानी से निकाला जाता है। ग्रीन हाइड्रोजन और ऑक्सीजन उत्पादन के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल जल विभाजन एक अत्यधिक आशाजनक टिकाऊ और प्रदूषण मुक्त दृष्टिकोण है। इस प्रक्रिया में दो इलेक्ट्रोडों को इलेक्ट्रोलाइट घोल में डुबोने की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन और हाइड्रोजन गैस के उत्पादन को चलाने वाले इलेक्ट्रोड पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए कुशल द्विकार्यात्मक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। हालाँकि, यह प्रक्रिया अब तक व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य नहीं थी, क्योंकि अधिकांश इलेक्ट्रोकेमिकल प्रणालियाँ दुर्लभ और महंगी धातुओं का उपयोग करती हैं जो बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में उनके उपयोग को प्रतिबंधित करती हैं। दूसरी ओर, कम लागत वाली प्रणालियाँ कुशल उत्प्रेरण प्राप्त करने में सक्षम नहीं हो पा रही थीं। प्रोफेसर बिस्वास और उनके सहयोगियों द्वारा डिजाइन, विकसित और परीक्षण किया गया नवीन मिश्र धातु उत्प्रेरक, नवीकरणीय स्रोतों से ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए कम लागत वाले उच्च-एन्ट्रॉपी मिश्र धातु का उपयोग करके इस प्रक्रिया को आसान और अधिक किफायती बना सकता है, जिससे स्वच्छ ऊर्जा के उपयोग की अनुमति मिलती है। यह स्वच्छ पर्यावरण की दिशा में हमारे कदम को और मजबूत कर सकता है, जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम कर सकता है और ग्लोबल वार्मिंग को भी कम कर सकता है।

प्रोफेसर कृशानु विश्वास के अलावा, टीम के अन्य शोधकर्ताओं में आईआईटी कानपुर से डॉ. निर्मल कुमार कटियार, आईआईटी मंडी से प्रोफेसर अदिति हलदर और डॉ. ललिता शर्मा, आईआईटी खड़गपुर से प्रोफेसर चंद्र शेखर तिवारी और डॉ. राकेश दास, भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी), बैंगलोर से प्रोफेसर अभिषेक के. सिंह, डॉ. अर्को पारुई और डॉ. रितेश कुमार शामिल थे।

नेचर में लेख का विवरण: https://www.nature.com/articles/d41586-023-03913-7: Nature 624, S34-S36 (2023)

आईआईटी कानपुर के बारे में:

भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT) कानपुर की स्थापना 2 नवंबर 1959 को संसद के एक अधिनियम द्वारा की गई थी। संस्थान का विशाल परिसर 1055 एकड़ में फैला हुआ है, जिसमें 19 विभागों, 22 केंद्रों, इंजीनियरिंग, विज्ञान, डिजाइन, मानविकी और प्रबंधन विषयों में 3 अंतःविषय कार्यक्रमों में फैले शैक्षणिक और अनुसंधान संसाधनों के बड़े पूल के साथ 570 से अधिक पूर्णकालिक संकाय सदस्य और लगभग 9000 छात्र हैं । औपचारिक स्नातक और स्नातकोत्तर पाठ्यक्रमों के अलावा, संस्थान उद्योग और सरकार दोनों के लिए महत्वपूर्ण क्षेत्रों में अनुसंधान और विकास में सक्रिय रहता है।

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