क्लैथ्रेट हाइड्रेट बर्फ जैसे नैनो छिद्रित यौगिक होते हैं जिनमें नैनो आकार के जल पिंजरे होते हैं।वे पर्माफ्रॉस्ट या समुद्र तल जैसी जगहों पर पाए जाते हैं।इसके अलावा, उनके अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुण उन्हें विभिन्न पृथक्करण प्रक्रियाओं, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ) को पकड़ने के लिए फायदेमंद बनाते हैं₂) दहन से पहले और बाद में, हाइड्रोजन गैस का भंडारण, प्राकृतिक गैस का परिवहन, अपशिष्ट जल का अलवणीकरण, और बहुत कुछ।

हालाँकि, वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में उनका उपयोग करना अभी भी एक महत्वपूर्ण चुनौती है क्योंकि उनकी गैस भंडारण क्षमता सीमित है और गठन की दर धीमी है जिसके लिए उच्च दबाव और कम तापमान की स्थिति की आवश्यकता होती है।कोरिया में ग्वांगजू इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर यंगज्यून पार्क के नेतृत्व में एक नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल के शोध निष्कर्षों की व्यापक समीक्षा की है, जिसमें उनका अपना शोध भी शामिल है, जो क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स से जुड़ी इन असंख्य चुनौतियों का समाधान करता है।

प्रोफेसर पार्क के अनुसार, "क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स की अप्रयुक्त क्षमता की खोज करके, हमने इन सीमाओं को प्रभावी ढंग से कम कर दिया है और कुशल हाइड्रोजन (एच) प्रदान किया है₂) क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स में हाइड्रोजन-प्राकृतिक गैस मिश्रण की शुरूआत के माध्यम से भंडारण समाधान।" उनका अध्ययन जर्नल में प्रकाशित हुआ थारासायनिक अनुसंधान के खाते.

टीम उनके बीच के अंतर को पाटने के लिए स्थूल और सूक्ष्म दृष्टिकोणों का विवरण प्रस्तुत करती है।सूक्ष्म दृष्टिकोण में हाइड्रेट्स को संश्लेषित करने के लिए 'गैस-चरण मॉड्यूलेटर' का उपयोग करने जैसी तकनीकें शामिल हैं, जो हल्के हाइड्रोकार्बन और हाइड्रोजन के समवर्ती भंडारण को सक्षम करती हैं और रासायनिक अपशिष्ट उत्पादन को रोकती हैं।

ट्यूनिंग प्रभाव, जो गैस भंडारण क्षमता को अधिकतम करने और थर्मोडायनामिक स्थिरता को बढ़ावा देने में सहायता करते हैं, पर भी चर्चा की गई है।स्थूल दृष्टिकोण से, अध्ययन में झरझरा पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया को शामिल किया गया और वे हाइड्रेट गठन को बढ़ाने के लिए गतिकी को कैसे तेज करते हैं।इसके अतिरिक्त, रासायनिक योजकों द्वारा तीव्र निर्माण का भी सारांश दिया गया।

इस प्रकार यह अध्ययन स्थूल और सूक्ष्म गुणों को पाटकर गैस हाइड्रेट्स की अप्रयुक्त क्षमता को आगे बढ़ाने में मदद करता है और उनकी छिपी प्रकृति की खोज करके विभिन्न संभावित अनुप्रयोगों को खोलता है।

इनमें दहन से पहले और बाद में CO के लिए कुशल तकनीकें शामिल हैं₂व्यावहारिक और आर्थिक व्यवहार्यता का प्रदर्शन करते हुए, हाइड्रेट्स का उपयोग करके कैप्चर करें।इसके बाद इसमें कमी आ सकती हैकार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जनबिजली संयंत्रों से और इस तरह लंबे समय में जलवायु परिवर्तन को कम करने और कार्बन कैप्चर को अधिक किफायती बनाने में भूमिका निभाते हैं।

ये जानकारियां हाइड्रोजन और प्राकृतिक गैस के भंडारण और परिवहन क्षमता को बढ़ाने में भी मदद करेंगी, जो इन गैसों का उपयोग करने वाले ऊर्जा अनुप्रयोगों में शामिल उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण है।"इस शोध में गैस भंडारण और पृथक्करण उद्योग के लिए महत्वपूर्ण दीर्घकालिक क्षमता है, विशेष रूप से कार्बन तटस्थता प्राप्त करने में। हमारे निष्कर्ष क्लैथ्रेट विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।हाइड्रेटहाइड्रोजन के लिए आधारित प्रौद्योगिकियाँभंडारणऔर कार्बन डाइऑक्साइड पृथक्करण, भविष्य के निम्न-कार्बन समाज के लिए आवश्यक है," प्रोफेसर पार्क कहते हैं।

अन्य टिकाऊ अनुप्रयोगों में गैस पृथक्करण प्रक्रियाएं और अलवणीकरण प्रक्रियाएं शामिल हैं, जिससे बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण की आवश्यकता वाले उद्योगों में पानी और अन्य पदार्थों के उपचार के लिए एक अवसर प्रदान किया जाता है।क्लैथ्रेट बायोमास या अपशिष्ट से बायोगैस या सिनगैस जैसी नवीकरणीय ऊर्जा प्रक्रियाओं में उत्पादित गैसों के भंडारण और परिवहन में भी योगदान दे सकता है।

यह अध्ययन नैनोस्ट्रक्चर और उनकी मैक्रोस्कोपिक विशेषताओं के बीच आवश्यक लिंक को रेखांकित करता है, जो आर्थिक व्यवहार्यता के लिए उनकी बातचीत को समझने के महत्व पर प्रकाश डालता है।ये गैस हाइड्रेट्स के छिपे हुए सार को प्रकट करते हैं और चुनौतियों से निपटने के लिए नए दृष्टिकोण को आकार देने और ठोस, व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए नींव स्थापित करने में मदद कर सकते हैं।