This is presentation in hindi on CO2 reduction

1. द्वारा –
पवन कु मार
(कननष्ठ अनुसंधान अध्येता)
रसायन ववज्ञान प्रभाग

2. प्रस्तुतत का अवलोकन:
1. परिचय औि पृष्ठभूमि:
2. प्रसंग की उपयोगगता
3. TiO2 द्वािा CO2 का अपचयन
4. सिांगी प्रकाशउत्प्प्रेिक के बंधन द्वािा TiO2 की सक्रियता
5. आगािी संभावनाऎं तथा चुनौततयााँ :
6. संदभभ:
2

3. 1. दस साल पहले दृढ़ ित यह था क्रक हिें काबभन डाइऑक्साइड को धिती िें दबा देना
चाहहये, लेक्रकन आज हि जानते हैं क्रक यहद काबभन डाइऑक्साइड को कु शलतापूवभक
ईंधन िें बदल सकते हैं तो इसे जिीन के भीति डालने िे ऊजाभ को क्यों बबाभद
क्रकया जाये।
2. काबभन-डाई-ऑक्साइड के उत्प्सजभन का शिन किने की कु छ ववगध जैसे; ईंधन िें परिवतभन,
काबभन स्स्थिीकिण तथा भंडािण (Carbon capture and Storage), CCS तथा तेल वसूली
ज़्यादा (Enhanced Oil Recovery) किना आहद है।
3. वतभिान िें CO2 की वैस्ववक औद्योगगक खपत 115 मिमलयन टन है, जो क्रक िनुष्य द्वािा
उत्प्सस्जभत (लगभग 26 गीगा टन) की तुलना िे नगण्य है। इसमलए CO2 को उपयोगी यौगगकों
िें परिवततभत किने के मलए प्रभावी तिीके खोजने के प्रयास क्रकये जा िहे हैं।
4. CO2 की अमभक्रियायें आि तौि पि उच्च ऊजाभ पि या उच्च ऊजाभयुकत सब्सट्रेट (substrate)
की उपस्स्थतत होती िें हैं। CO2 के अपचयन के मलये हाइड्रोजन(उच्च ऊजाभयुकत सब्सट्रेट) का
प्रयोग क्रकया जा सकता है तथा यह हाइड्रोजन जल के प्रकाश-िासायतनक ववदािण से प्राप्त की
जा सकती है।
5. एक घंटे िें सूयभ से पृथ्वी पि आने वाले प्रकाश की ववक्रकिण ऊजाभ को यहद इकट्ठा
क्रकया जा सके तो यह िानव जातत की एक साल की आववयकता को पूिा किने के
मलये काफी है।
1. परिचय औि पृष्ठभूमि:

4. 1. काबभन डाइऑक्साइड का इपोक्साइड से युग्िन द्वािा काबोनेट औि
पालीकाबोनेट िें रूपांतिण CO2 उपयोग(CO2 utilization) का सबसे अच्छा तिीका
है।
2. कै सा होगा यहद तनिंति बढ़ िही काबभन डाइऑक्साइड जो वाताविण को
गिभ कि िही है, का उपयोग द्रव ईंधन (जैसे: िेथनॉल) बनाने िें हो?
3. धातु जहटल िें मलगैनड की संिचना तथा संयुग्िन की िात्रा को परिवततभत
किके हि अपना वांतछत उत्प्पाद प्राप्त कि सकते हैं
4. इमसतानी तथा सागथयों ने [Re(bpy)(CO)3{MeCN}]+ द्वािा आज तक की
उच्चति क्वान्टि लस्ब्ध 0.59 पायी है। यहद एक Re जहटल इकाई दूसिी
Re जहटल इकाई से सहसंयोजक बंध द्वािा जुडी हो तो उत्प्प्रेिक की
सक्रियता िें वृद्गध हो जाती है।
प्रसंग की उपयोगगता

5. CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
प्रकाशउत्प्प्रेिक
िीथेन, मिथेनोल,
फामिभक एमसड
उच्च हाइड्रोकाबभन
H2O
CO2
ICI ववगध

6. 1. प्रकाश का अवशोषण पि
इलेक्ट्रॉन वैलेंस बैंड से
प्रवाहकत्त्व बैंड िें पहुाँच जाते हैं,
तथा ये प्रवाहकत्त्व बैंड के
इलेक्ट्रॉन CO2 के अपचयन िें
उपयोग होतें हैं, जबक्रक वैलेंस
बैंड िें धनात्प्िक होल (रिकतत)
उत्प्पन्न होती है, जो जल(H2O)
के ववदािण(splitting) िें
उपयोग होतें हैं ।
2. एनाटेज अवस्था (anatase
form) के मलये बैंड अंति 3.2 e
V है, जो 388 नैनोिीटि के
प्रकाश को अवशोवषत किता
है।
3. लेक्रकन हि जानते हैं क्रक पृथ्वी
पि आने वाले प्रकाश का के वल
5% भाग ही पिाबैंगनी क्षेत्र िें
आता है।
TiO2 द्वािा CO2 का अपचयन

7. हि क्या कि सकते हैं ?
Os (II) एक इलेक्ट्रॉन Ru (III) को दान किता है
स्जससे TiO2 के प्रवाहकत्त्व बैंड िें जहटल
द्वािा इलेक्ट्रॉन इंजेक्ट किने की दि, TiO2 से
वावपस Ru (III) को इलेक्ट्रॉन देने की दि 5 से
गुना बढ जाती है I
अगि हि TiO2 से कोई प्रकाश अवशोषक इकाई जोडते हैं तो यह प्रकाश अवशोषक इकाई
TiO2 के प्रवाहकत्त्व बैंड िे इलेक्ट्रॉन स्थानांतिण के कािण दृवय प्रकाश िें भी किता है।
पोिफायरिन, थैलोसायतनन आहद टाइप
(II) उत्प्प्रेिक , प्रकाशउत्प्प्रेिक तथा
प्रकाश–प्रभावग्राही दोनो की तिह कायभ
किते हैं।

8. बमलदानी दाता(Sacrificial donar)
तृतीयक ऐिीन
प्रकाशउत्प्प्रेिकीय अमभक्रियायों िे तृतीयक एिीन जैसे: ट्राई-ईथाइल एिीन(TEA),
ट्राई-ईथेनोलािाइन(TEOA), BNAH आहद प्रकाश–प्रभावग्राही को इलेक्ट्रॉन प्रदान
किता है जो दाता कहलाता है।
न्यूिान औि सागथयों ने पॉमलऑक्सोमिटैलैट जहटल जो CO2 अपचयन िें
ट्राई-ईथाइल एिीन को प्रततस्थावपत किते हैं, का संवलेषण क्रकया।
रिहीतनयि जहटल से जुडी
पॉमलऑक्सोमिटैलैट इकाई

9. 1. क्या हि अपचतयत तथा उपचतयत रिडाकस(redox) अद्भध –अमभक्रिया को
युस्ग्ित कि सकते हैं? स्जससे बमलदानी दाता (sacrificial donar) की
आववयकता सिाप्त हो जाये!
2. अगधकति उत्प्प्रेिक उत्प्कृ ष्ट धातु जैसे इरिडडयि, रूथेतनयि आहद पि
आधारित हैं।
3. आणववक उत्प्प्रेिकों का िुख्य दोष यह है क्रक ये कि िजबूत(less robust)होते हैं
तथा इनकी वसूली(recovery) किना कहठन होता है।
4. ववववसनीय क्रकफायती तथा वाताविण की दृस्ष्ट से सक्षि प्रणाली को
डडजाइन किना जो काबभन डाइऑक्साइड को अपचतयत, उपभोग किके
ईंधन का उत्प्पादन कि सके ।
5. यहद काबभन डाइऑक्साइड से ईंधन िें परिवतभन संभव हुआ तो प्रत्प्येक
वषभ 700 मिमलयन टन काबभन उत्प्सजभन को िोका जा सकता है।
6. ग्रेफीन काबभन नैनोट्यूब तथा फु लिीन (fullerene) Ru जहटल या उत्प्प्रेिक की
उपस्स्थतत की कु शल प्रकाशउत्प्प्रेिक की तिह काि किते हैं।
आगािी संभावनाऎं तथा चुनौततयााँ :

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Energy Conversion via Water Reduction to Produce Hydrogen: An Excited State Kinetic Analysis of Ru(II),Rh(III),Ru(II)
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• Bard AJ, Fox MA. Artificial photosynthesis: solar splitting of water to hydrogen and oxygen. Acc. Chem. Res. 1995; 28:141–45
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•Loh KP, Bao Q, Eda G, Chhowalla M. Graphene oxide as a chemically tunable platform for optical
applications. Nat Chem 2010;2(12):1015–24.
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11. प्रश्न यदि कोई हो ?

12. “ज्यादाति लोग उतने ही खुश िहते हैं, स्जतना वो
अपने हदिाग िें तय कि लेते हैं। ”
अब्राहम ल ंकन