भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT) गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने मीथेनोट्रोफिक बैक्टीरिया का उपयोग करके मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड – दो शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैसों – को स्वच्छ जैव ईंधन में परिवर्तित करने के लिए एक उन्नत जैविक विधि विकसित की है।
यह अभूतपूर्व नवाचार संधारणीय ऊर्जा समाधान और जलवायु परिवर्तन शमन की वैश्विक खोज में एक बड़ा कदम है।
बायोसाइंसेज और बायोइंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर देबाशीष दास और डॉ. कृष्ण कल्याणी साहू के नेतृत्व में किए गए इस शोध को एल्सेवियर की एक प्रमुख पत्रिका फ्यूल में प्रकाशित किया गया है। अध्ययन में दो महत्वपूर्ण वैश्विक चुनौतियों पर चर्चा की गई है: ग्रीनहाउस गैसों का पर्यावरण पर हानिकारक प्रभाव और जीवाश्म ईंधन भंडारों का कम होना।
यह क्यों मायने रखता है
मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड से 27-30 गुना अधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है, जो वैश्विक तापमान में उल्लेखनीय रूप से योगदान देती है। जबकि मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड को तरल ईंधन में परिवर्तित करने के मौजूदा तरीकों ने आशाजनक परिणाम दिखाए हैं, लेकिन अक्सर उन्हें उच्च ऊर्जा इनपुट, महंगे उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है और विषाक्त उप-उत्पाद उत्पन्न होते हैं – ये सभी मापनीयता को सीमित करते हैं।
आईआईटी गुवाहाटी की विधि इस प्रतिमान को पूरी तरह से जैविक प्रक्रिया शुरू करके बाधित करती है जो हल्के परिस्थितियों में संचालित होती है। इस प्रक्रिया के केंद्र में मिथाइलोसिनस ट्राइकोस्पोरियम है, जो एक प्रकार का मीथेनोट्रोफिक बैक्टीरिया है जो मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड को कुशलतापूर्वक बायो-मेथनॉल में परिवर्तित करता है।
यह कैसे काम करता है
इस प्रक्रिया में दो अलग-अलग चरण शामिल हैं:
बायोमास उत्पादन: मीथेन को कैप्चर किया जाता है और बैक्टीरियल बायोमास बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
मेथनॉल उत्पादन: फिर बायोमास का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड को बायो-मेथनॉल में बदलने के लिए किया जाता है।
पारंपरिक रासायनिक रूपांतरण विधियों के विपरीत, इस दृष्टिकोण में महंगे उत्प्रेरक की आवश्यकता नहीं होती है, विषाक्त उप-उत्पादों से बचा जाता है, और यह काफी अधिक ऊर्जा-कुशल है। शोध दल ने गैस की घुलनशीलता में सुधार के लिए उन्नत इंजीनियरिंग तकनीकों का उपयोग करके प्रक्रिया को और आगे बढ़ाया, जिससे मेथनॉल की पैदावार में काफी वृद्धि हुई।
उत्पादित बायो-मेथनॉल का परीक्षण चार-स्ट्रोक डीजल इंजन में डीजल (5-20% अनुपात) के साथ मिश्रण के रूप में किया गया था। परिणाम आशाजनक थे:
उत्सर्जन में कमी: कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन, हाइड्रोजन सल्फाइड और धुएं के उत्सर्जन में 87% तक की कमी आई।
बेहतर दक्षता: डीजल-मेथनॉल मिश्रणों ने शुद्ध डीजल की तुलना में बेहतर ईंधन खपत, ऊर्जा दक्षता और इंजन प्रदर्शन का प्रदर्शन किया, जबकि सभी समान यांत्रिक दक्षता बनाए रखते हैं।
शोध के व्यापक प्रभाव पर प्रकाश डालते हुए, प्रो. देबाशीष दास ने टिप्पणी की:
“यह शोध एक सफलता है क्योंकि यह दर्शाता है कि मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड पर फ़ीड करने वाले बैक्टीरिया से प्राप्त बायो-मेथनॉल जीवाश्म ईंधन का एक व्यवहार्य विकल्प हो सकता है। पारंपरिक जैव ईंधन के विपरीत जो फसलों पर निर्भर करते हैं और खाद्य उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं, हमारी विधि ग्रीनहाउस गैसों का उपयोग करती है, जिससे ‘खाद्य बनाम ईंधन’ का मुद्दा नहीं बनता। यह पर्यावरण और आर्थिक रूप से व्यवहार्य समाधान है, जो उत्सर्जन में कमी लाने में योगदान करते हुए सस्ते संसाधनों का उपयोग करता है।”