কার্বন ডাইঅক্সাইড ও দক্ষ জ্বালানি 

কার্বন ডাই-অক্সাইড জলবায়ু পরিবর্তনের অন্যতম প্রধান কারণ। কিন্তু একেই যদি দক্ষতার সঙ্গে জ্বালানি ও শিল্পের কাঁচামালে রূপান্তর করা যায়, তবে তা হয়ে উঠবে এক যুগান্তকারী পদক্ষেপ। এমনই এক সম্ভাবনার ইঙ্গিত দিয়েছেন চীনের ডালিয়ান ইন্সটিটিউট অব কেমিক্যাল ফিজিক্সের গবেষকরা। এরা একটি নতুন ধরনের অনুঘটক তৈরি করেছেন যা কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে মিথানল উৎপাদনে অভূতপূর্ব দক্ষতা দেখিয়েছে।

মিথানল একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক। এটি জ্বালানি হিসেবে ব্যবহারের পাশাপাশি বিভিন্ন শিল্পক্ষেত্রে কাঁচামাল হিসেবেও ব্যবহৃত হয়। তাত্ত্বিকভাবে, কম তাপমাত্রায় কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে মিথানল তৈরি করা সবচেয়ে সুবিধাজনক, কারণ তখন এই রূপান্তরটি শক্তিগতভাবে অনুকূল। কিন্তু বাস্তবে সমস্যা হলো কম তাপমাত্রায় কার্বন ডাই অক্সাইড অণু খুব স্থিতিশীল থাকে, সহজে প্রতিক্রিয়ায় অংশ নিতে চায় না। ফলে প্রচলিত অনুঘটকগুলো কার্যকারিতা হারায়।

আবার এই সীমাবদ্ধতা কাটাতে তাপমাত্রা বাড়ানো হলে প্রতিক্রিয়া দ্রুত ঘটে। তখন আবার আরেকটি সমস্যা দেখা দেয়। উচ্চ তাপমাত্রায় “বিপরীত মুখে জল আর গ্যাসের স্থান পরিবর্তন’’প্রতিক্রিয়া সক্রিয় হয়ে ওঠে। ফলে CO₂ থেকে মিথানলের পরিবর্তে কার্বন মনোক্সাইড (CO) তৈরি হয়। এই কারণে গবেষকরা দীর্ঘদিন ধরে একটি জটিল ভারসাম্যের মধ্যে আটকে ছিলেন। উৎপাদন বাড়াতে গেলে বিশুদ্ধতা কমে যায়, আর বিশুদ্ধতা বাড়াতে গেলে উৎপাদন কমে।

এই সমস্যার সমাধানে গবেষক দল একটি অভিনব কৌশল প্রয়োগ করেছেন—‘’spatially decoupling active sites”। তারা এমন একটি অনুঘটক তৈরি করেছেন যেখানে প্রতিক্রিয়ার বিভিন্ন ধাপ ভিন্ন ভিন্ন স্থানে সংঘটিত হয়। এই নকশাটি “strong metal-support interaction (SMSI)” ভিত্তিক একটি বিশেষ গঠন ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে। এটি অনুঘটকের পৃষ্ঠের গঠন ও প্রতিক্রিয়ার পথকে সম্পূর্ণ নতুনভাবে সাজায়।

এই নতুন অনুঘটকে CO₂ মূলত জারকোনিয়া (ZrO₂) পৃষ্ঠে শোষিত ও সক্রিয় হয়। এখানে প্রথমে হাইড্রোজেনেশন ঘটে, তারপর C=O বন্ধন ভাঙে—যা প্রচলিত তামার সাথে বিক্রিয়ার ঠিক উল্টো। এই পরিবর্তনের ফলে অপ্রয়োজনীয় CO উৎপাদন কমে যায় এবং মিথানল তৈরির দক্ষতা বাড়ে।

পরীক্ষায় দেখা গেছে, ৩০০°C তাপমাত্রা ও ৩ MPa চাপে এই অনুঘটক প্রতি ঘণ্টায় ১.২ g·gcat⁻¹ হারে মিথানল উৎপাদন করতে পারে, যা প্রচলিত তামা/দস্তা/ অ্যালুমিনিয়াম অনুঘটকের তুলনায় প্রায় তিনগুণ বেশি কার্যকর। এই গবেষণাটি CO₂ পুনর্ব্যবহার ও টেকসই জ্বালানি উৎপাদনের ক্ষেত্রে এক বড় অগ্রগতি। ভবিষ্যতে এই প্রযুক্তি শিল্প পর্যায়ে প্রয়োগ করা গেলে, এটি পরিবেশ রক্ষা এবং শক্তি উৎপাদনের মধ্যে এক নতুন সেতুবন্ধন তৈরি করতে পারে।

সূত্র: “Disentangling the activity-selectivity trade-off in CO2 hydrogenation to methanol” by Habib Zada, Jiafeng Yu,et.al;13th March 2026, Chem.

DOI: 10.1016/j.chempr.2026.102942