चालू घडामोडी | जगातील पहिली 'शून्य उत्सर्जन कोळसा बॅटरी'
World’s First Coal Fuel Cell
📚 Subject : GS - विज्ञान आणि तंत्रज्ञान
सरळसेवा, रेल्वे, तलाठी, वनरक्षक, पोलीस भरती, अग्निवीर , SSC GD, MPSC, UPSC परीक्षेसाठी विचारलेले / संभाव्य महत्त्वपूर्ण प्रश्न
प्रश्न) कोळशाचे ज्वलन न करता थेट विजेची निर्मिती करणारी जगातील पहिली शून्य-उत्सर्जन कोळसा बॅटरी (ZC-DCFC) कोणत्या देशाच्या शास्त्रज्ञांनी विकसित केली आहे ?
- अमेरिका
- जर्मनी
- जपान
- चीन
उत्तर : चीन
📰 बातमी काय ?
• जागतिक स्तरावर कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी एक मोठे यश मिळवले असून जगातील पहिली 'शून्य उत्सर्जन कोळसा बॅटरी' यशस्वीरित्या विकसित करण्यात आली आहे.
• कोळशाचा वापर ऊर्जेसाठी करताना पर्यावरणाची हानी रोखण्याच्या दृष्टीने हा शोध हरित ऊर्जा (Green Energy) क्षेत्रात गेम-चेंजर मानला जात आहे.
🧐 जगातील पहिल्या शून्य उत्सर्जन कोळसा बॅटरीचा शोध कोणी लावला ?
• जगातील पहिल्या शून्य उत्सर्जन कोळसा बॅटरीचा (Zero-Emission Coal Battery) शोध चीनमधील (China) शास्त्रज्ञांनी लावला आहे.
• हे क्रांतिकारी तंत्रज्ञान चीनमधील 'शेन्झेन युनिव्हर्सिटी' (Shenzhen University) आणि 'चायनीज अकॅडमी ऑफ सायन्सेस' च्या प्राध्यापक झी हेपिंग (Xie Heping) यांच्या नेतृत्वाखालील टीमने विकसित केले आहे.
• शास्त्रज्ञांनी या उपकरणाला 'झिरो-कार्बन डायरेक्ट कोल फ्युअल सेल' (Zero-Carbon Direct Coal Fuel Cell) असे नाव दिले आहे.
⚙️ ही बॅटरी कार्य कशी करते ?
• पारंपारिक थर्मल पॉवर प्लांटमध्ये कोळसा 'जाळला' (Burn/Combustion) जातो, ज्यामुळे उष्णता निर्माण होते आणि घातक वायू बाहेर पडतात.
• मात्र, या नवीन कोळसा बॅटरीमध्ये (ज्याला तांत्रिक भाषेत 'डायरेक्ट कार्बन इंधन सेल' - DCFC किंवा 'कार्बन-ओरिएंटेड मेटल-एअर बॅटरी सिस्टीम' म्हणतात) कोळसा अजिबात जाळला जात नाही, तर तो एका प्रगत 'रासायनिक प्रक्रियेद्वारे' (Electrochemical Process) वीज तयार करतो.
1) पायरी 1 (इंधन निवड) - या बॅटरीमध्ये शुद्ध केलेल्या कोळशाच्या पावडरचा (सॉलिड कार्बन) वापर बॅटरीचा 'अॅनोड' (Anode - धन अग्र) म्हणजेच मुख्य इंधन स्रोत म्हणून केला जातो.
2) पायरी 2 (रासायनिक अभिक्रिया) - बॅटरीच्या दुसऱ्या टोकाकडून (Cathode - ऋण अग्र) हवेतील ऑक्सिजन आत सोडला जातो. जेव्हा कोळसा (कार्बन) आणि ऑक्सिजन यांच्यात अंतर्गत रासायनिक अभिक्रिया होते, तेव्हा थेट इलेक्ट्रॉन्स (Electrons) मुक्त होतात आणि वीज (Electric Current) तयार होते.
3) पायरी 3 (कार्बन कॅप्चर - CCUS) - या प्रक्रियेतून केवळ शुद्ध कार्बन डायऑक्साइड हा एकमेव वायू उप-उत्पादन (By-product) म्हणून तयार होतो. पारंपारिक कोळसा कारखान्यांसारखी यामध्ये घातक राख (Ash), सल्फर डायऑक्साइड किंवा नायट्रोजन ऑक्साईड्स तयार होत नाहीत.
4) पायरी 4 (शून्य उत्सर्जन साठवणूक) - बॅटरी पूर्णपणे सीलबंद (Closed-loop) असल्यामुळे, तयार झालेला हा शुद्ध कार्बन डायऑक्साइड वायू हवेत सोडण्याऐवजी पूर्णपणे पकडला (Capture) जातो. हा साठवलेला जमिनीत सुरक्षितपणे गाडला जातो (Carbon Storage) किंवा त्याचा वापर इतर रासायनिक उत्पादने बनवण्यासाठी केला जातो. यामुळे वातावरणातील उत्सर्जन 'शून्य' राहते.
🎯 या तंत्रज्ञानाचे आर्थिक व जागतिक महत्त्व (Significance)
1) ऊर्जा साठवणूक (Storage Capacity) - ही यंत्रणा केवळ स्वच्छ वीज निर्माण करत नाही, तर एखाद्या रासायनिक बॅटरीसारखीच ऊर्जा साठवून ठेवते आणि जेव्हा गरज असेल, तेव्हा केमिकल रिॲक्शन सुरू करून कोणत्याही धुराशिवाय थेट वीज पुरवठा (Power Supply) करू शकते.
2) जागतिक हवामान ध्येय - संयुक्त राष्ट्रांच्या हवामान परिषदेतील (COP) 'नेट झिरो' (Net-Zero कार्बन उत्सर्जन) उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी हे तंत्रज्ञान मैलाचा दगड ठरणार आहे.
3) शाश्वत ऊर्जा संक्रमण (Sustainable Energy Transition) - भारत आणि जगातील इतर विकसनशील देश अजूनही विजेसाठी कोळशावर मोठ्या प्रमाणावर अवलंबून आहेत.
अचानक कोळसा बंद करणे आर्थिकदृष्ट्या शक्य नसल्याने, हे तंत्रज्ञान कोळशाचा वापर करूनही पर्यावरण सुरक्षित ठेवण्याचा एक सुवर्णमध्य प्रदान करते.
🔑 परीक्षेच्या दृष्टीने IMP रिव्हिजन पॉईंट्स : Zero-Carbon Direct Coal Fuel Cell
• जगातील पहिली शून्य उत्सर्जन कोळसा बॅटरी → चीन
• संशोधक → प्राध्यापक झी हेपिंग (Xie Heping) यांच्या नेतृत्वाखालील टीम
• कार्यपद्धती → कोळसा थेट न जाळता प्रगत रासायनिक प्रक्रियेद्वारे ऊर्जेची निर्मिती.
• मुख्य फायदा → हवेत कार्बन डायऑक्साइड (CO2) चे उत्सर्जन शून्य टक्क्यांवर आणणे.
