IIT गुवाहाटीच्या संशोधकांनी एक नवीन २-टप्प्यातील प्रक्रिया विकसित केली आहे, ज्यामुळे CO2 कॅप्चर आणि मायक्रोएल्गल बायोमास उत्पादन **25%** पेक्षा जास्त वाढले आहे. या शोधामुळे बायोडीझेल निर्मितीचा खर्च कमी होण्यास मदत होईल आणि औद्योगिक कार्बन उत्सर्जनाचा वापर करण्याची शक्यता आहे, मात्र हे तंत्रज्ञान अजूनही संशोधन टप्प्यात आहे.
IIT गुवाहाटीचे मोठे यश: कार्बन कॅप्चर आणि बायोफ्युएल निर्मितीसाठी नवी पद्धत
भारतीय तंत्रज्ञान संस्था (IIT) गुवाहाटी येथील संशोधकांनी मायक्रोएल्गीसाठी (microalgae) एका नवीन २-टप्प्यातील कल्टिवेशन पद्धतीद्वारे (cultivation method) बायोएनर्जी (bioenergy) संशोधनात मोठी प्रगती केली आहे. ही प्रक्रिया कार्बन डायऑक्साइड (CO2) शोषण्याची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आणि त्याच वेळी मायक्रोएल्गल बायोमासचे (microalgal biomass) उत्पादन वाढवण्यासाठी डिझाइन केली आहे. या बायोमासचा वापर बायोडीझेलसारखे (biodiesel) अक्षय ऊर्जा स्रोत (renewable fuels) तयार करण्यासाठी केला जातो.
कार्बन कॅप्चरमधील आव्हान आणि IITचे समाधान
ऐतिहासिकदृष्ट्या, कार्बन कॅप्चरसाठी मायक्रोएल्गी वापरण्यात एक मोठे आव्हान राहिले आहे. ते म्हणजे, त्यांचे सातत्यपूर्ण वाढ आणि CO2 च्या उच्च संपर्कातील संतुलन राखणे. CO2 ची उच्च घनता सुरुवातीला वाढीस मदत करते, परंतु कालांतराने ॲसिडिफिकेशन (acidification) आणि पोषक तत्वांची कमतरता यामुळे शैवाल (algae) विकसित होण्याची गती मंदावते. यावर उपाय म्हणून, IIT गुवाहाटीच्या टीमने, प्रोफेसर कौस्तुभ मोहंती (Professor Kaustubha Mohanty) आणि रिसर्च स्कॉलर दीपेश सिंग चौहान (Deepesh Singh Chauhan) यांच्या नेतृत्वाखाली, २-टप्प्यांची रणनीती विकसित केली आहे.
पहिल्या टप्प्यात, टीमने जलद सुरुवातीच्या वाढीसाठी 15% CO2 घनतेमध्ये मायक्रोएल्गी कल्चर केले. दुसऱ्या टप्प्यात, CO2 ची घनता 5% पर्यंत कमी केली गेली आणि कॅल्शियम (calcium) व फॉस्फरस (phosphorus) सारखे विशिष्ट पोषक तत्वे (nutrients) सादर केले गेले. या बदलामुळे pH पातळी स्थिर झाली आणि प्रकाशसंश्लेषण (photosynthesis) सुरू ठेवण्यास मदत मिळाली. 'रिन्यूएबल एनर्जी' (Renewable Energy) जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या अहवालानुसार, या पद्धतीमुळे सामान्य पद्धतींच्या तुलनेत बायोमास उत्पादनात 25.7% वाढ, CO2 फिक्सेशनमध्ये 35.4% वाढ आणि लिपिड उत्पादकतेत 1.86 पट वाढ दिसून आली.
बायोमास रिकव्हरीमधील क्रांती
बायोएनर्जी क्षेत्रात एक मोठे आव्हान म्हणजे मायक्रोएल्गल बायोमासला ग्रोथ मीडियममधून (growth medium) वेगळे करण्यासाठी आणि काढण्यासाठी लागणारा जास्त ऊर्जा खर्च. IIT गुवाहाटीची प्रक्रिया कॅल्शियमचा वापर करून मायक्रोएल्गल पेशींचे सेल्फ-फ्लोक्युलेशन (self-flocculation) वाढवते. यामुळे पेशी एकत्र येऊन मोठे गोळे (compact flocks) तयार होतात, ज्यामुळे 98.46% बायोमास रिकव्हरी (biomass recovery) कार्यक्षमता मिळते. यामुळे काढणीसाठी लागणारी ऊर्जा कमी होते, जी मायक्रोएल्गल बायोरेफायनरीज (microalgal biorefineries) अधिक आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य बनवण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे.
गुंतवणूकदारांसाठी आणि उद्योगांसाठी महत्त्व
गुंतवणूकदार (investors) आणि उद्योग निरीक्षकांसाठी, या संशोधनाचे महत्त्व डीकार्बोनायझेशन (decarbonization) आणि अक्षय ऊर्जा (renewable energy) या क्षेत्रांतील वाढत्या प्रयत्नांमध्ये आहे. जे उद्योग त्यांचे कार्बन फूटप्रिंट (carbon footprint) कमी करू इच्छितात, ते कार्बन कॅप्चर आणि युटिलायझेशन (carbon capture and utilization) तंत्रज्ञानाचा अधिकाधिक वापर करत आहेत. औद्योगिक फ्लू गॅसचा (industrial flue gas) मायक्रोएल्गी कल्टिवेशनसाठी CO2 चा सतत स्रोत म्हणून वापर करून, हे तंत्रज्ञान टाकाऊ वायूचे उपयुक्त बायोएनर्जी उत्पादनांमध्ये रूपांतरित करण्याचे ध्येय ठेवते.
आव्हाने आणि पुढील दिशा
हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की हे एक शैक्षणिक संशोधन यश (academic breakthrough) आहे. जरी प्रयोगशाळेच्या पातळीवर (laboratory scale) निकाल सकारात्मक असले तरी, अशा तंत्रज्ञानाचे औद्योगिक स्तरावर (industrial-scale operations) रूपांतर करणे आव्हानात्मक आहे. यामध्ये मोठ्या प्रमाणात फोटोबायोरिएक्टरसाठी (photobioreactors) लागणारा भांडवली खर्च, अनियंत्रित वातावरणात सातत्यपूर्ण उत्पादन टिकवून ठेवण्याची क्षमता आणि पारंपरिक जीवाश्म इंधनांच्या (fossil fuels) तुलनेत बायो-आधारित इंधनाची आर्थिक स्पर्धात्मकता (economic competitiveness) यांचा समावेश होतो. या तंत्रज्ञानाचे मुख्य निरीक्षण भविष्यातील पायलट प्रोजेक्ट्सवर (pilot projects) अवलंबून असेल, जे नियंत्रित प्रयोगशाळेच्या सेटिंगच्या बाहेर या कार्यक्षमतेची नक्कल करण्याचा प्रयत्न करतील.