مصنوعی فتوسنتھیس

 

مصنوعی فتوسنتھیس

مصنوعی فتوسنتھیس کو  قدرتی فوٹو سنتھیسس کے عمل کی نقل  کہا جاتا ہے جو قدرتی سورج کی روشنی کو حاصل کرتا ہے۔ اور اس کے نتیجے میں کاربن ڈائی آکسائیڈ  کو ہائیڈروجن اور کاربن پر مبنی ایندھن میں تبدیل کرتا ہے۔ ہائیڈروجن پانی کی تقسیم سے پیدا ہوتی ہے جبکہ کاربن پر مبنی ایندھن جیسے میتھانول، میتھین، یا  کاربن مونو آکسائیڈ  عام طور پر پانی کی موجودگی میں CO2 کی کمی سے پیدا ہوتے ہیں۔ مصنوعی فتوسنتھیس ایک جدید ٹیکنالوجی ہے، اور سائینسدان اس ایجاد سے  امید افزا نظر آتے ہیں ۔ مصنوعی فتوسنتھیس میں قدرتی    سالماتی عمل کو نقل کرنا شامل ہے تاکہ پانی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ   کو سورج کی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے کاربوہائیڈریٹ اور آکسیجن میں تبدیل کیا جا سکے۔ محققین نے فتوسنتھیس سے متاثر مالیکیولر اسمبلیوں کا مطالعہ کیا ہے، جس میں کروموفورس جیسے پورفرینز شامل ہیں جو روشنی اور الیکٹران قبول کرنے والوں اورڈونرز  کو حاصل کرتے ہیں۔ بنیادی چارج علیحدگی کی حالت فوٹو انڈیسڈ الیکٹران کی منتقلی کے ذریعے پیدا ہوتی ہے، اور الیکٹران کی منتقلی کی  چین  دوبارہ ملاپ کو روکنے کے لیے ریڈوکس کے مساوی کو الگ کرتی ہیں۔ تاہم، ریڈوکس کیٹلیٹک قدم کی سست رد عمل کی شرح کارکردگی اور استحکام کے لیے چیلنجز کا باعث بنتی ہے۔ عملی استعمال کے لیے مضبوط غیر نامیاتی نظاموں کو نامیاتی کمپلیکس پر ترجیح دی جاتی ہے۔ مطالعات نے اینٹینا کے اثرات اور کیٹلیٹک ریڈوکس مراکز کو سمجھنے میں اہم کردار ادا کیا ہے۔ سپرمولیکولر اسمبلی میں پیشرفت ہوئی ہے لیکن قدرتی فوٹو سنتھیسس سے کنٹرول اور فوٹو پروٹیکٹو عناصر میں محدود ہے۔ مصنوعی پتوں کا تصور نظام کے فن تعمیر پر مرکوز ہے اور عناصر کے باہمی اثر و رسوخ کو مدنظر رکھتے ہوئے مجموعی فعالیت پر زور دیتا ہے۔ چارج ٹرانسپورٹ اور سسٹم کی وشوسنییتا اہم ہیں، خاص طور پر CO2 کو تبدیل کرنے میں۔ قابل اطلاق رکاوٹوں کو سمجھتے ہوئے واحد پہلوؤں کا تجزیہ کرکے مسئلہ کو آسان بنانا ضروری ہے۔ اصطلاح "مصنوعی فتوسنتھیٹک پتوں" (APLs) کو نقطہ نظر کے امتزاج کی ضرورت کو بیان کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

 

نقصانات میں شامل ہیں: مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے لیے استعمال ہونے والے مواد اکثر پانی میں گل جاتے ہیں، اس لیے وہ طویل عرصے تک فوٹو وولٹک سے کم مستحکم ہو سکتے ہیں۔ زیادہ تر ہائیڈروجن اتپریرک آکسیجن کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں، اس کی موجودگی میں غیر فعال یا انحطاط پذیر ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، فوٹو ڈیمج وقت کے ساتھ ہوسکتا ہے۔

 

مصنوعی فتوسنتھیس میں تین اہم مراحل شامل ہیں: شمسی توانائی کی تبدیلی، پانی کی آکسیکرن، اور ہائیڈروجن آئنوں کا استعمال کرتے ہوئے ایندھن کی پیداوار۔ کوبالٹ آکسائیڈ نانو کرسٹلز نے فوٹو آکسیڈیشن کے لیے موثر اتپریرک کے طور پر وعدہ دکھایا ہے۔ محققین دوسرے مالیکیولز کی تلاش کر رہے ہیں، جیسے کہ گرافیٹک کاربن نائٹرائڈ، زیادہ پائیدار مصنوعی فتوسنتھیس کے لیے ممکنہ اتپریرک کے طور پر۔ قابل تجدید توانائی میں منتقلی کے لیے موجودہ نظاموں میں مصنوعی فتوسنتھیس جیسی سبز ٹیکنالوجیز کا انضمام ضروری ہے۔ یہ صرف کاربن ڈائی آکسائیڈ کو ہٹانے یا براہ راست بجلی پیدا کرنے کا طریقہ نہیں ہے بلکہ شمسی توانائی کا استعمال کرتے ہوئے بائیو فیول تیار کرنے پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔ پیدا ہونے والا ایندھن، جیسا کہ ہائیڈروجن، موجودہ انفراسٹرکچر میں استعمال کیا جا سکتا ہے اور اس میں مختلف استعمال کی صلاحیت ہے۔ تاہم، چیلنجز میں تکنیکی حدود، کم کارکردگی، زیادہ لاگت، اور بہتر توانائی ذخیرہ کرنے کی تکنیکوں کی ضرورت شامل ہے۔ حفاظتی خدشات، جیسے دھماکہ خیز مرکب، اور نظام کے استحکام اور تنزلی کے مسائل بھی موجود ہیں۔ جیواشم ایندھن کے مقابلے میں مصنوعی فتوسنتھیس ابھی تک تجارتی طور پر قابل عمل نہیں ہے، اور شمسی توانائی کی وقفے وقفے سے فطرت ایک حد کا باعث بنتی ہے۔ فوٹو وولٹک خلیات قدرتی فتوسنتھیس کے مقابلے شمسی توانائی کو تبدیل کرنے میں زیادہ کارآمد ہیں۔ ہائیڈروجن فیول سیل کاروں کی زیادہ قیمتیں مصنوعی فوٹو سنتھیس سے تیار کردہ ایندھن کی مانگ کو مزید کم کرتی ہیں۔ جاری تحقیق کے باوجود، مصنوعی فتوسنتھیس فی الحال ایندھن کی پیداوار یا کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کے لیے ایک قابل عمل ذریعہ نہیں ہے۔

Reference