পরিবেশবান্ধব জ্বালানি ও অ্যামোনিয়া

অ্যামোনিয়ার কল্যাণেই আজ পৃথিবীর অর্ধেক খাদ্য উৎপাদন সম্ভব হচ্ছে। তবে প্রচলিত হ্যাবার-বশ (Haber Bosch) পদ্ধতিতে তৈরি অ্যামোনিয়া পরিবেশের জন্য ক্ষতিকর। এই পদ্ধতিতে উচ্চ চাপ এবং অনুঘটক ব্যবহার করে নাইট্রোজেন ও হাইড্রোজেন গ্যাস থেকে অ্যামোনিয়া (NH3) তৈরি করা হয়। যা সার এবং খাদ্য উৎপাদনের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। তবে এতে প্রচুর প্রাকৃতিক গ্যাস লাগে এবং নির্গত কার্বন ডাই-অক্সাইড বায়ুমণ্ডলে জমা হয়।
সিডনি বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা এবার এক নতুন পদ্ধতিতে বজ্রপাতের মতো এক ধরনের কৃত্রিম বৈদ্যুতিক ঝলকের সাহায্যে বাতাস থেকে সরাসরি অ্যামোনিয়া গ্যাস তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন। এই নতুন প্রক্রিয়া পরিবেশবান্ধব। হয়তো এটি ভবিষ্যতের “সবুজ” জ্বালানি বিপ্লবের পথ প্রদর্শক।

অধ্যাপক পি. জে. কালেন ও তাঁর দল গত ছয় বছর ধরে এই প্রযুক্তির উন্নয়ন ঘটিয়েছেন। এই পদ্ধতিকে তাঁরা দুই ধাপে ভাগ করেছেন : প্লাজমা এবং তড়িৎ-বিশ্লেষণ। প্রথমে বাতাসের নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনকে প্লাজমার মাধ্যমে উত্তেজিত করা হয়, যা বজ্রপাতের মতো উচ্চ ভোল্টেজ তৈরি করে। এরপর উত্তেজিত অণুগুলোকে একটি ঝিল্লি-ভিত্তিক তড়িৎ-বিশ্লেষক-এ পাঠানো হয়, যেখানে অ্যামোনিয়া তৈরি হয়। ঝিল্লি-ভিত্তিক তড়িৎ-বিশ্লেষক-এ পলিমার তড়িৎবিশ্লেষ্যর একটি কেন্দ্রীয় পরতের উপরে ও নীচে থাকে দুটি অনুঘটকের পরত। পুরো জিনিসটি দুটি সছিদ্র গ্যাস ডিফিউশনের পরতে ঢাকা থাকে।
হ্যাবার-বশ পদ্ধতির তুলনায় এই নতুন পদ্ধতি অনেক কার্যকর এবং ছোট ইউনিটে সক্রিয়। ফলে বড় পরিকাঠামো অপ্রয়োজনীয়। একটি অ্যামোনিয়া অণুতে তিনটি হাইড্রোজেন পরমাণু থাকে। ‘ক্র্যাকিং’ প্রক্রিয়ায় এই হাইড্রোজেন আলাদা করে নিয়ে শক্তি উৎপাদনে ব্যবহার করা যায়। হাইড্রোজেন সংরক্ষণ ও পরিবহণের জন্য তাই অ্যামোনিয়া আদর্শ। অ্যামোনিয়াই হয়তো ভবিষ্যতে কার্বন-মুক্ত জ্বালানির বিকল্প হয়ে উঠবে। বিশেষ করে জাহাজ পরিবহণে, যা বিশ্বব্যাপী গ্রীনহাউস গ্যাসের ৩% উৎপাদন করে।

এই পদ্ধতির প্লাজমা অংশ ইতিমধ্যে শক্তি দক্ষতা পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয়েছে। এখন কাজ হচ্ছে তড়িৎ-বিশ্লেষক-এর শক্তি ব্যবহারে আরও উন্নতি ঘটানো। অধ্যাপক কালেন বলেন, “আমরা শুধু অ্যামোনিয়া তৈরি করছি না। আমরা এমন এক ভবিষ্যত গড়ছি যেখানে অ্যামোনিয়া পরিবেশ-বান্ধব জ্বালানির সেতুবন্ধ হবে।”

সূত্র: Regulating Multifunctional Oxygen Vacancies for Plasma-Driven Air-to-Ammonia Conversion” by Wanping Xu, Jiaqian Wang, Tianqi Zhang, Jungmi Hong, Qiang Song, Zhongkang Han and Patrick Cullen, 22 April 2025, Angewandte Chemie International Edition.
DOI: 10.1002/anie.202508240