ప్లాస్టిక్‌న తైలంబు! ఎలా మారుస్తారంటే..

ప్లాస్టిక్‌ వ్యర్థాలు భూమిని, సముద్రాలను విషపూరితం చేస్తూ పర్యావరణానికి పెద్ద శాపంగా మారాయి. మరోవైపు, రోజురోజుకీ పెరిగిపోతున్న కాలుష్యానికి ప్రధాన కారణమైన పెట్రోల్, డీజిల్‌ వంటి ఇంధనాలకు ప్రత్యామ్నాయంగా ఒక ‘స్వచ్ఛమైన ఇంధనం’ కోసం శాస్త్ర పరిశోధనా రంగం వెతుకులాటలో ఉంది. ఒకవేళ మనల్ని వేధిస్తున్న ఈ ప్లాస్టిక్కే... స్వచ్ఛమైన ఇంధనంగా మారిపోతే? ఆహా, ఆ ఊహే ఎంత ఊరటగా ఉంది!

ఇకపై అది ఊహ కాకపోవచ్చు. త్వరలోనే ఈ అద్భుతం జరగొచ్చు. ఎందుకంటే శాస్త్రవేత్తలు సౌరశక్తిని ఉపయోగించి, ప్లాస్టిక్‌ వ్యర్థాలను అత్యంత స్వచ్ఛమైన ‘హైడ్రోజన్‌ ఇంధనం’గా మార్చే ఒక కొత్త సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు. పర్యావరణాన్ని పాడుచేసే ఒక వ్యర్థ పదార్థాన్ని, దేశాన్ని నడిపించే ఇంధన వనరుగా మార్చే ఈ ప్రయోగం నిజంగానే సఫలం అవుతుందా?

ఇందులో ఉన్న సవాళ్లు ఏమిటి?  
మైనస్‌ ఇంటూ మైనస్‌ = ప్లస్‌ ప్రస్తుతం ప్రపంచం ఎదుర్కొంటున్న రెండు పెద్ద సమస్యలైన ప్లాస్టిక్‌ కాలుష్యం, పర్యావరణానికి హాని చేయని స్వచ్ఛమైన ఇంధనం (క్లీన్‌ ఎనర్జీ) కొరతలను ఒకేసారి పరిష్కరించడానికి శాస్త్రవేత్తలు నడుం బిగించారు. అడిలైడ్‌ యూనివర్సిటీకి చెందిన పీహెచ్‌డీ విద్యార్థిని జియావో లూ నేతృత్వంలో జరిగిన ఒక తాజా పరిశోధన దీని గురించి వివరించింది. పనికిరాని ప్లాస్టిక్‌ను సౌరశక్తితో.. హైడ్రోజన్, సింగ్యాస్, ఇతర పారిశ్రామిక రసాయనాలుగా ఎలా మార్చవచ్చో ఈ పరిశోధన చూపించింది. 

ప్లాస్టిక్‌ వస్తువులకు ఈ విధంగా మళ్లీ విలువ కల్పించడం ద్వారా, పర్యావరణానికి మేలు చేసే ఒక స్థిరమైన, ‘సర్క్యులర్‌ ఎకానమీ’ (వనరులను వృథా చేయకుండా వాటినే పదే పదే ఉపయోగించడం)  వ్యవస్థను నిర్మించడానికి ఈ పద్ధతి ఎంతగానో సహాయపడుతుంది. సింగ్యాస్‌ అంటే.. ఒక రకమైన వాయువుల మిశ్రమం. ముఖ్యంగా కార్బన్‌ మోనాక్సైడ్, హైడ్రోజన్‌ల కలయిక. దీనిని ఇంధనంగా వాడతారు. 

తివిరి ప్లాస్టిక్‌న తైలంబు..!
ప్రపంచవ్యాప్తంగా యేటా 45 కోట్ల టన్నుల కంటే ఎక్కువ ప్లాస్టిక్‌ ఉత్పత్తి అవుతోంది. ఆ ప్లాస్టిక్‌లో ఎక్కువ భాగం భూమిని, సముద్రాలను కలుషితం చేస్తోంది. అదే సమయంలో, పర్యావరణానికి హాని చేసే బొగ్గు, పెట్రోల్‌ వంటి శిలాజ ఇంధనాల వాడకాన్ని తగ్గించాల్సిన అవసరం పెరగడంతో.. ప్రత్యామ్నాయంగా స్వచ్ఛమైన ఇంధనాల కోసం అన్వేషణ ముమ్మరమైంది. శిలాజ ఇంధనాలు అంటే తెలిసిందే. భూమి పొరల నుండి లభించే బొగ్గు, నూనె, గ్యాస్‌ వంటివి. వీటి వల్ల కాలుష్యం పెరుగుతుంది.

‘కెమ్‌ క్యాటలిసిస్‌’ అనే సైన్స్‌ పత్రికలో ప్రచురితమైన ఈ పరిశోధన.. ప్లాస్టిక్‌లో కార్బన్, హైడ్రోజన్‌ ఎక్కువగా ఉంటాయి కాబట్టి, ప్లాస్టిక్‌ను కేవలం ఒక వ్యర్థ పదార్థంలా కాకుండా, ఒక ఉపయోగకరమైన వనరుగా చూడవచ్చని చెబుతోంది. కార్బన్, హైడ్రోజన్‌.. ప్లాస్టిక్‌ తయారీలో ఉండే ముఖ్యమైన రసాయన మూలకాలు. ఇవే ఇంధనంగా మారడానికి దోహదపడతాయి.

ఆశాజనకమైన ఫలితాలు
అడిలైడ్‌ యూనివర్సిటీకి చెందిన ‘స్కూల్‌ ఆఫ్‌ కెమికల్‌ ఇంజనీరింగ్‌’ సీనియర్‌ ప్రొఫెసర్‌ జియావోగువాంగ్‌ డువాన్‌ తెలిపిన వివరాల ప్రకారం.. ఇటీవల చేసిన ప్రయోగాలు చాలా అద్భుతమైన ఫలితాలను ఇచ్చాయి. ఎలాంటి ఆటంకం లేకుండా 100 గంటలకు పైగా నిరంతరాయంగా ఈ సాంకేతికత ఎంత స్థిరంగా సమర్థంగా పనిచేయగలదో ఈ ప్రయోగాలు నిరూపించాయి. 

ఈ ప్రయోగాల ద్వారా పెద్ద మొత్తంలో హైడ్రోజన్‌ ఉత్పత్తి అవ్వడమే కాకుండా, పరిశ్రమలలో వాడే ఎసిటిక్‌ యాసిడ్, డీజిల్‌ లాంటి హైడ్రోకార్బన్లు కూడా తయారైనట్లు పరిశోధకులు గుర్తించారు. ఎసిటిక్‌ యాసిడ్‌ అనేది పరిశ్రమలలో రసాయనాల తయారీకి, నిత్యజీవితంలో వెనిగర్‌  రూపంలో వాడే ఒక ఆమ్లం. హైడ్రోకార్బన్‌లనేవి పరమాణువులతో తయారయ్యే సమ్మేళనాలు. పెట్రోల్, డీజిల్, గ్యాస్‌ వంటి ఇంధనాలన్నీ హైడ్రోకార్బన్ల కిందికే వస్తాయి. 

సవాళ్లు కూడా ఉన్నాయి
ప్లాస్టిక్‌ వ్యర్థాలను ఇంధనంగా మార్చే ఈ పరిశోధనలో కొంత పురోగతి సాధించినప్పటికీ, ఈ సాంకేతికతను భారీస్థాయిలో అందరికీ అందుబాటులోకి తీసుకురావడానికి ముందు కొన్ని ముఖ్యమైన సమస్యలను పరిష్కరించాల్సి ఉంది. ‘‘ఇందులో ఉన్న ఒక పెద్ద సమస్య ఏమిటంటే, ప్లాస్టిక్‌ వ్యర్థాల స్వభావం చాలా సంక్లిష్టంగా ఉండటం’’ అని ప్రొఫెసర్‌ డువాన్‌ అంటారు. ‘‘వేర్వేరు రకాల ప్లాస్టిక్‌లు ఇంధనంగా మారేటప్పుడు వేర్వేరుగా స్పందిస్తాయి. 

అంతేకాకుండా, ప్లాస్టిక్‌లలో ఉండే రంగులు, స్టెబిలైజర్లు (ప్లాస్టిక్‌ మన్నికను పెంచే రసాయనాలు) ఈ ప్రక్రియకు అడ్డుపడవచ్చు. అందువల్ల, మంచి ఫలితాలను, నాణ్యమైన ఇంధనాన్ని పొందాలంటే.. ప్లాస్టిక్‌ వ్యర్థాలను సరిగ్గా వర్గీకరించడం, ముందుగా శుద్ధి చేయడం చాలా అవసరం’’ అని డువాన్‌ చెబుతున్నారు. 

భవిష్యత్తు ప్రణాళిక సిద్ధం
ఈ సాంకేతికతను ప్రయోగశాల నుండి పరిశ్రమల స్థాయికి ఎలా తీసుకువెళ్లాలో వివరించే కొన్ని ముఖ్యమైన దశలను పరిశోధకుల బృందం సిద్ధం చేసింది. రాబోయే దశాబ్దాలలో ఈ క్లీన్‌ హైడ్రోజన్‌ ఇంధన సామర్థ్యాన్ని పెంచడం, పరిశ్రమలలో ఇది అంతరాయం లేకుండా పనిచేసేలా చేయడమే వారి ప్రధాన లక్ష్యాలు. ‘‘ఇది చాలా ఆసక్తికరమైన, వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న రంగం’’ అని పరిశోధకురాలు జియావో లూ గొప్ప ఉత్తేజంతో చెబుతున్నారు. 

‘‘కొత్త ఆవిష్కరణలతో ముందుకు సాగితే.. సౌరశక్తితో ప్లాస్టిక్‌ను ఇంధనంగా మార్చే ఈ సాంకేతికతలు... భవిష్యత్తులో కాలుష్యం లేని, పర్యావరణహితమైన సమాజాన్ని నిర్మించడంలో చాలా కీలకమైన పాత్ర పోషిస్తాయని మేము నమ్ముతున్నాం’’ అని ఆమె అంటున్నారు.

‘ఇంజినీరింగ్‌’ అడ్డంకులు
ఈ ప్రక్రియ ద్వారా చివరకు తయారయ్యే ఇంధనాలను, రసాయనాలను ఒకదానికొకటి వేరు చేయడం కూడా ఒక పెద్ద సవాలుతో కూడుకున్న పని. ఈ రసాయన చర్యల వల్ల వాయువులు, ద్రవాల మిశ్రమం ఉత్పత్తి అవుతాయి. వీటిని విడివిడిగా వేరు చేయాలంటే భారీగా శక్తిని (విద్యుతు, లేదా వేడిని) ఉపయోగించాల్సి వస్తుంది. 

దీనివల్ల, పర్యావరణాన్ని కాపాడాలనే ఈ మొత్తం ప్రక్రియ అసలు ఉద్దేశానికే నష్టం చేకూరే అవకాశం ఉంది. ఈ సమస్యలను దాటేందుకు, పరిశోధకులు అన్ని విభాగాలను సమన్వయం చేసే ఒక సమీకృత వ్యూహం అవసరమని గట్టిగా చెబుతున్నారు. ప్లాస్టిక్‌ వ్యర్థాలను హైడ్రోజన్‌గా మార్చేందుకు వేటివేటిని మెరుగుపరచాలో వారు చెబుతున్నారు. అవి:

క్యాటలిస్ట్‌ డిజైన్‌: కాంతి ఉత్ప్రేరకాల పనితీరును మరింత నాణ్యంగా మార్చటం.
రియాక్టర్‌ ఇంజనీరింగ్‌: రసాయన చర్యలు జరిగే పాత్రలు లేదా యంత్రాలను మరింత సమర్థవంతంగా తయారు చేయడం.
సిస్టమ్‌ ఆప్టిమైజేషన్‌: యంత్రాలు, రసాయనాలు, మానవ శ్రమతో కూడిన మొత్తం వ్యవస్థ సామర్థ్యాన్ని పెంచడం.

పాస్టిక్‌ను ఇంధనంగా ఎలా మారుస్తారు?
సౌరశక్తితో ప్లాస్టిక్‌ను ఇంధనంగా మార్చే విధానాన్ని ‘సోలార్‌–డ్రివెన్‌ ఫొటోరిఫార్మింగ్‌’ అంటారు. ఇది సూర్యకాంతికి స్పందించే ‘కాంతి ఉత్ప్రేరకాలు’ (ఫొటోక్యాటలిస్ట్‌లు) అనే ప్రత్యేక పదార్థాలపై ఆధారపడి పనిచేస్తుంది. ఈ మొత్తం ప్రక్రియ ప్రధానంగా 4 దశల్లో జరుగుతుంది. ప్లాస్టిక్‌ను సిద్ధం చేయడం సేకరించిన ప్లాస్టిక్‌ వ్యర్థాలను మొదట బాగా శుభ్రం చేస్తారు. ఆ తర్వాత వాటిని చిన్న చిన్న ముక్కలుగా చేస్తారు. ఎందుకంటే పెద్ద ప్లాస్టిక్‌ వస్తువుల కంటే చిన్న ముక్కలపై రసాయన చర్య చాలా వేగంగా జరుగుతుంది.

ఫోటోక్యాటలిస్ట్‌ను కలపడం
ఈ చిన్న ప్లాస్టిక్‌ ముక్కలను ఒక ప్రత్యేకమైన ద్రవంలో ముంచుతారు. అందులో ‘ఫొటోక్యాటలిస్ట్‌’ అనే ప్రత్యేక పదార్థాన్ని కలుపుతారు. ఫొటోక్యాటలిస్ట్‌ అనేది సూర్యకాంతిని తనపై పడగానే క్రియాశీలం అయి, రసాయన చర్యలను అత్యంత వేగంగా జరిగేలా చేసే ఒక ఉత్ప్రేరకం.

సూర్యకాంతి ప్రయోగం
ఇప్పుడు ఈ మిశ్రమంపై సూర్యకాంతి పడేలా చేస్తారు. ఇక్కడే అసలైన అద్భుతం జరుగుతుంది. ప్లాస్టిక్‌ ముక్కల్లో కార్బన్, హైడ్రోజన్‌ పరమాణువులు ఒకదానికొకటి గట్టిగా అంటుకుని ఉంటాయి. సూర్యకాంతిలోని శక్తిని ఫొటోక్యాటలిస్ట్‌ గ్రహించి, ఆ శక్తితో ప్లాస్టిక్‌లో ఉన్న ఈ కార్బన్‌– హైడ్రోజన్‌ బంధాలను ముక్కలు ముక్కలుగా విడగొడుతుంది.

ఇంధనం విడుదల అవటం
బంధాలు విడిపోగానే, ప్లాస్టిక్‌ నుండి విడిపోయిన హైడ్రోజన్‌ పరమాణువులన్నీ ఒకదానితో ఒకటి కలిసి హైడ్రోజన్‌ వాయువుగా మారి పైకి విడుదలవుతాయి. దీనిని శాస్త్రవేత్తలు ప్రత్యేక గొట్టాల ద్వారా సిలిండర్లలో భద్రపరుస్తారు. మిగిలిన కార్బన్‌ భాగం పరిశ్రమలలో వాడే ఇతర ఉపయోగకరమైన రసాయనాలుగా (ఎసిటిక్‌ యాసిడ్‌ లేదా డీజిల్‌ వంటి హైడ్రోకార్బన్లు) మారుతుంది.  

సాక్షి స్పెషల్‌ డెస్క్‌