IIT Madras: பெருங்கடலில் CO2 -ஐ சேமிக்கலாம்; சூழலியலுக்கு தீங்கில்லை - ஐஐடி சென்னை அசத்தல் கண்டுபிடிப்பு

கடலில் 500 மீட்டர் ஆழத்திற்கு அடியில் திட ஹைட்ரேட் வடிவில் கார்பன் டை ஆக்சைடை நிரந்தரமாக சேமித்து வைக்கலாம் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர்.

கார்பன் டை ஆக்ஸைடு உமிழ்வு

ஐஐடி மெட்ராஸ் ஆராய்ச்சியாளர்கள், தொழிலகங்களின் கார்பன் நீக்கத்திற்கு  இந்தியப் பெருங்கடல், வங்காள விரிகுடா ஆகியவை வலிமையான கார்பன் டை ஆக்சைடு உறிஞ்சிகளாக இருப்பதைக் கண்டறிந்துள்ளனர்.

இப்பெருங்கடல்கள் பல நூறு ஜிகா டன்கள் அளவுக்கு கார்பன் டை ஆக்சைடை சேமித்து வைக்கக் கூடியவை. ஆண்டுக்கணக்கில் இந்நாட்டில் வெளியேற்றப்படும் கிரீன் ஹவுஸ் வாயுக்களுக்கு சமமானதாகும்.

ஐஐடி சென்னை ஆராய்ச்சியாளர்கள், இந்தியப் பெருங்கடல், வங்காள விரிகுடா ஆகியவை அதிகளவில் கார்பன்டை ஆக்சைடை (CO2) சேமித்து வைப்பதற்கான சாத்தியமான சேமிப்பகங்களைக் கண்டறிந்துள்ளனர். ‘கார்பன் டை ஆக்சைடை நீக்குதல்’என்றழைக்கப்படும் இந்த செயல்முறை தொழிலகங்களின் கார்பன் நீக்கத்திற்கு உதவும் கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்கான சேமிப்புத் தேக்கமாக இக்கடல்கள் செயல்படுகின்றன.

கடலில் 500 மீட்டர் ஆழத்திற்கு அடியில் திட ஹைட்ரேட் வடிவில் கார்பன் டை ஆக்சைடை நிரந்தரமாக சேமித்து வைக்கலாம் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். திரவ கார்பன் டை ஆக்சைடாக சேமித்து வைப்பதால் தொழிலகத் தொகுப்புகள் கார்பன் நடுநிலை வகிக்க முடியும் என்றும் அவர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

சூழலியலுக்கு தீங்கு இல்லாமல்…

கடல் சூழலியலுக்கு எவ்விதத்திலும் தீங்கு விளைவிக்காமல் கார்பனைக் கட்டுப்படுத்த கடல்களின் முழுத் திறன் பயன்படுத்தப்படுவதுடன், மிகப் பெரிய அளவில் கார்பன் டை ஆக்சைடு சேமிப்பகமாகவும் இருப்பது இந்த ஆராய்ச்சியின் மூலம் கிடைக்கப் பெற்ற முக்கிய கண்டுபிடிப்பாகும்.  தேசிய கார்பன் கட்டுப்படுத்துதல் மற்றும் காலநிலை மாற்ற இலக்குகளை இந்தியா அடைவதற்கு இந்த ஆராய்ச்சி உதவும் வகையில் அமைந்துள்ளது.

சேமிக்கப்படும் கார்பன்டை ஆக்சைடு ‘வாயு நீரேறி’ (gas hydrates) எனப்படும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த பனி போன்ற பொருளை உருவாக்க முடியும். 500 மீட்டர் ஆழத்திற்கு கீழே கடல்சார் நிலைமைகளைப் பொறுத்து ஏறத்தாழ 150- 170 கனமீட்டர் கார்பன் டை ஆக்சைடை ஒரு கன மீட்டர் வாயு ஹைட்ரேட் பிரிக்க முடியும்.

பூஜ்ய உமிழ்வு இலக்கை எட்டலாம்

எனவே வாயு ஹைட்ரேட் அடிப்படையிலான சேமிப்பு என்பது இந்தியாவின் தொழிலகத் தொகுப்புகளில் கரிமநீக்கம் செய்யும் பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. கடலுக்கு அடியில் உள்ள வண்டல்களில் பெரிய அளவிலான வரிசைப்படுத்தலை உருவாக்குவதால், இந்தியாவின் நிகர பூஜ்ய உமிழ்வு இலக்குகளை எட்ட விஞ்ஞான சமூகத்திற்கு இந்த ஆராய்ச்சி உதவும்.

ஐஐடி மெட்ராஸ் ரசாயனப் பொறியியல் துறை பேராசிரியர் ஜிதேநதிர சங்வாய், ஐஐடி மெட்ராஸ் ஆராய்ச்சி அறிஞர் (பிரதமரின் ஆராய்ச்சிக் கூட்டுப் பணி) யோகேந்திர குமார் மிஸ்ரா ஆகியோரின் தலைமையில் இதற்கான ஆராய்ச்சிப் பணிகள் நடைபெற்றன.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.energyfuels.3c02311, https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.3c00581, https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.3c02311 மற்றும் https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236124001364?via%3Dihub உள்ளிட்ட பல்வேறு மதிப்பு வாய்ந்த இதழ்களில் இக்கண்டுபிடிப்புகள் ஆய்வுக் கட்டுரைகளாக வெளியிடப்பட்டன.

இந்த ஆராய்ச்சியின் முக்கியத்துவத்தை எடுத்துரைத்த ஐஐடி மெட்ராஸ்-ன் வேதியியல் பொறியியல் துறை பேராசிரியர் ஜிதேந்திர சங்காவ், “மீத்தேன் ஹைட்ரேட்டுகள் பல மில்லியன் ஆண்டுகளாக சுற்றுச்சூழலுக்கு எவ்விதத்திலும் பாதிப்பை ஏற்படுத்தாமல் கடலில் இருக்கின்றன. கார்பன் டை ஆக்சைடை விட மீத்தேன் அதிக ஆற்றல் மிக்க பசுமை இல்ல வாயுவாகும். இதனைக் கருத்தில் கொண்டுதான் கார்பன் டை ஆக்சைடை கடலில் சேமிக்கலாம் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் பரிசீலித்தனர். 2,800 மீட்டருக்கும் அதிக ஆழத்தில் கடல்நீரை விட கார்பன் டை ஆக்சைடு அடர்த்தி மிகுந்து காணப்படுவதையும், இதனால் கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற கூடுதல் ஈர்ப்புத் தடையை உருவாக்குவதையும் எங்களது ஆய்வு கண்டறிந்துள்ளது” எனக் குறிப்பிட்டார்.

பாதுகாப்பாக பிரித்தல் வேண்டும்

பேராசிரியர் ஜிதேந்திர சங்வாய் மேலும் கூறும்போது, “புதைபடிவ எரிபொருட்களை முழுமையாக மாற்ற நம்பகமான எரிசக்தி மூலத்தை நாம் கண்டுபிடிக்கும் வரை, அதனை சார்ந்திருப்பது எதிர்காலத்திலும் தொடரும். எனவே நிகர பூஜ்ஜிய இலக்கை அடைய கார்பன் டை ஆக்சைடை எடுப்பதும், அதனை வரிசைப்படுத்துவதும் அவசியமிக்க முன்னோடிப் பணிகளாகும். மூலத்தில் இருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடு கைப்பற்றப்பட்டபின், அதை பாதுகாப்பாக பிரித்தல் வேண்டும். பெருங்கடல்களில் கார்பன் டை ஆக்சைடு வரிசைப்படுத்தல் இந்தியாவிற்கு பயனுள்ளதாக அமையும். பெருங்கடல்கள் மற்றும் கடல் வண்டல்களில் பிரிப்பதை விட வங்காள விரிகுடாவில் மட்டும் பல நூறு ஜிகா டன் கார்பன் டை ஆக்சைடை பிரிக்க முடியும். இது இந்தியாவில் பல ஆண்டுகளாக வெளியாகும் ஒட்டுமொத்த பசுமை இல்ல வாயுக்கு சமமானதாகும். ஐரோப்பாவில் உள்ள சில நாடுகள் (எகா நார்வே, டென்மார்க்) வட கடலில் கார்பன் டை ஆக்சைடு சேமிப்பகப் பணியில் ஈடுபட்டுள்ளன” எனத் தெரிவித்தார்.

கார்பன் டை ஆக்சைடு நிரந்தரமாக வாயு ஹைட்ரேட்டாக சேமிக்கப்பட்டவுடன், கடல் வண்டல்களில் உள்ள ஈர்ப்பு மற்றும் ஹைட்ரேட்டின் ஊடுருவல் தடை காரணமாக வளிமண்டலத்தில் எவ்வித வெளியேற்றத்தையும் அனுமதிக்காது.

ஆராய்ச்சியின் முக்கிய கண்டுபிடிப்புகள்

Ø      2,800 மீட்டர் கடல் ஆழத்திற்கு கீழே கார்பன் டை ஆக்சைடு திரவம் கடல்நீரை விட அடர்த்தியானது.

Ø      இவ்வாறு 2800 மீட்டர் கடல் ஆழத்திற்கும் கீழே கார்பன் டை ஆக்சைடு திரவத்தை, திட ஹைட்ரேட் வடிவில் நிரந்தரமாக சேமிக்க முடியும்.

Ø      கடல் வண்டல்களின் ஈர்ப்பு மற்றும் ஊடுருவக்கூடிய தடையின் காரணமாக வளிமண்டலத்தில் எந்தவிதமான வெளியேற்றத்தையும் இது அனுமதிக்காது.

Ø      கடலுக்கு அடியில் உள்ள களிமண் படிவுகள் வாயு ஹைட்ரேட்டுகளின் இயந்திர மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு நீண்டகால சேமிப்புத் திறனுக்கு உதவிகரமாக உள்ளது.

அதிக களிமண் செறிவுகளில் ஹைட்ரேட் உருவாக்கம் மிகவும் வலிமையாகவும் நிலையானதாகவும் இருப்பதை ஐஐடி மெட்ராஸ் ஆராய்ச்சிக் குழுவினர் கண்டுபிடித்துள்ளனர். கடல்நீரில் களிமண் சேர்ப்பதன் மூலம் கடல்நீரில் ஹைட்ரேட் உருவாக்கத்தின் இயக்கவியலை மேம்படுத்துகிறது. டெட்ரா ஹைட்ரோ ஃபியூரான (THF) போன்ற சில ஊக்கிகள் ஹைட்ரேட் இயக்கத்தை களிமண்ணுடன் ஒருங்கிணைந்த முறையில் மேம்படுத்துகின்றன. கடலுக்கு அடியில் உள்ள வண்டல்களில் பெருமளவில் கார்பன் டை ஆக்சைடை சேமிக்க இது உதவும்.

களிமண் செறிவு, சேர்க்கைகளின் பண்புகள், கடலின் ஆழம் குறித்த அளவீடுகள் போன்ற தகவலைப் படிப்பது கடலுக்கு அடியில் உள்ள படிவுகளில் கார்பன் டை ஆக்சைடை சேமிப்பதற்கான சிறந்த வழியைக் கண்டறிய உதவிகரமாக இருக்கும்.

களிமண்ணின் செறிவு, சேர்க்கைகளின் பண்புகள் மற்றும் கடலின் உள்ளூர் குளியல் அளவீட்டுத் தகவல்களைப் படிப்பது, கடலுக்கு அடியில் உள்ள படிவுகளில் CO2 ஐச் சேமிப்பதற்கான சிறந்த வழியைக் கண்டறிய உதவும்.