কাগজের বর্জ্য, যার মধ্যে রয়েছে নিষ্পত্তি করা কাগজের ব্যাগ, কার্ডবোর্ড, সংবাদপত্র এবং অন্যান্য কাগজের প্যাকেজিং, তুলা এবং প্লাস্টিকের তৈরি অংশগুলির তুলনায় একটি বড় পরিবেশগত পদচিহ্ন রয়েছে। তারা নাটকীয়ভাবে বৈশ্বিক উষ্ণতা বৃদ্ধিতে অবদান রাখে যখন পুড়িয়ে ফেলা হয় এবং তাদের উৎপাদনে ইকো-টক্সিসিটি সম্ভাবনা।
থেকে বিজ্ঞানীরা ন্যানিয়াং প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়, সিঙ্গাপুর (এনটিইউ সিঙ্গাপুর) একক-ব্যবহারের প্যাকেজিং, ব্যাগ এবং পিচবোর্ডের বাক্স থেকে বর্জ্য কাগজকে এর একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদানে রূপান্তর করার একটি কৌশল তৈরি করেছে। লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি.
বর্তমান উদ্ভাবন, যা বর্জ্য পণ্য পুনর্ব্যবহার করার এবং আমাদের নির্ভরতা কমানোর সুযোগ দেয় জীবাশ্ম জ্বালানী বৃত্তাকার অর্থনীতি, সবুজ উপকরণ এবং পরিচ্ছন্ন শক্তিতে আমাদের রূপান্তরকে ত্বরান্বিত করার সময়, পরিবেশের উপর আমাদের প্রভাব কমানোর জন্য এনটিইউ-এর উত্সর্গকে প্রতিফলিত করে, মানবতার মুখোমুখি চারটি বড় চ্যালেঞ্জের মধ্যে একটি যা বিশ্ববিদ্যালয় তার NTU 2025 কৌশলগত পরিকল্পনার মাধ্যমে মোকাবেলা করতে চায়।
কাগজকে খাঁটি কার্বনে রূপান্তর করতে বিজ্ঞানীরা কার্বনাইজেশন নামক একটি প্রক্রিয়া ব্যবহার করেছিলেন। প্রক্রিয়াটি ব্যবহার করে, তারা কাগজের ফাইবারগুলিকে ইলেক্ট্রোডে পরিণত করেছে, যা রিচার্জেবল ব্যাটারি তৈরি করা যেতে পারে যা মোবাইল ফোন, চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনকে শক্তি দেয়।
বিজ্ঞানীরা তখন কাগজটিকে উচ্চ তাপমাত্রায় উন্মুক্ত করে কার্বনাইজ করেন। এটি এটিকে বিশুদ্ধ কার্বন, জলীয় বাষ্প এবং তেলের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে জৈবজ্বালানি. যেহেতু কার্বনাইজেশন অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে ঘটে এবং ন্যূনতম কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন করে, এটি পোড়ানোর চেয়ে ক্রাফ্ট পেপারের নিষ্পত্তির একটি পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ পদ্ধতি, যা অনেকগুলিকে মুক্তি দেয়। গ্রিনহাউজ গ্যাস.
গবেষণা দলের কার্বন অ্যানোডগুলিও উন্নত দৃঢ়তা, অভিযোজনযোগ্যতা এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল গুণাবলী দেখিয়েছে। ল্যাবরেটরি স্টাডি অনুসারে, অ্যানোডগুলি আজকের ফোন ব্যাটারির তুলনায় কমপক্ষে দ্বিগুণ শক্তিশালী এবং 1,200 চার্জ এবং ডিসচার্জ সহ্য করতে পারে। এনটিইউ-উত্পাদিত অ্যানোড-ভিত্তিক ব্যাটারিগুলি তাদের প্রতিদ্বন্দ্বীদের তুলনায় শারীরিক চাপকে আরও ভালভাবে সহ্য করতে পারে, পাঁচগুণ ভাল ক্রাশিং শক্তি শোষণ করতে পারে।
আরও কি, নতুন উন্নত পদ্ধতিটি কম শক্তি-নিবিড়। এটি কম খরচে বর্জ্য পদার্থ ব্যবহার করে এবং তাদের উৎপাদন খরচ কমিয়ে আনবে বলে আশা করা হচ্ছে।
এনটিইউর স্কুল অফ মেকানিক্যাল অ্যান্ড অ্যারোস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহকারী অধ্যাপক লাই চাংকুয়ান, যিনি এই প্রকল্পের নেতৃত্ব দিয়েছেন, বলেছেন: "কাগজ আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অনেক ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয়, উপহার মোড়ানো এবং শিল্প ও কারুশিল্প থেকে, অগণিত শিল্প ব্যবহার, যেমন ভারী-শুল্ক প্যাকেজিং, প্রতিরক্ষামূলক মোড়ক এবং নির্মাণে শূন্যতা পূরণ। যাইহোক, এটি পরিচালনা করার জন্য খুব কমই করা হয় যখন এটি পোড়ানোর পাশাপাশি নিষ্পত্তি করা হয়, যা তাদের গঠনের কারণে উচ্চ মাত্রার কার্বন নির্গমন উৎপন্ন করে। ক্রাফ্ট পেপারকে জীবনের আরেকটি ইজারা দেওয়ার আমাদের পদ্ধতি, এটিকে বৈদ্যুতিক যান এবং স্মার্টফোনের মতো ডিভাইসের ক্রমবর্ধমান প্রয়োজনের সাথে যুক্ত করে, কার্বন নিঃসরণ কমাতে সাহায্য করবে এবং খনির এবং ভারী শিল্প পদ্ধতির উপর নির্ভরতা সহজ করবে।"
এনটিইউ বিজ্ঞানীরা কার্বন অ্যানোড তৈরি করতে বিভিন্ন জালি টপোলজি তৈরি করতে ক্রাফ্ট পেপারের বেশ কিছু পাতলা শীট কানেক্ট করেছেন, যার মধ্যে কিছু স্পাইকি পিয়াটার মতো। কাগজটিকে তখন অক্সিজেন-মুক্ত চুল্লিতে 1200 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পোড়ানো হয়েছিল যাতে এটি কার্বনে রূপান্তরিত হয়, অ্যানোডগুলি তৈরি করে।
গবেষণার সহ-লেখক, মিঃ লিম গুও ইয়াও, এনটিইউ-এর স্কুল অফ মেকানিক্যাল অ্যান্ড অ্যারোস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের একজন গবেষণা প্রকৌশলী বলেছেন: “আমাদের অ্যানোডগুলি শক্তির সংমিশ্রণ প্রদর্শন করেছে, যেমন স্থায়িত্ব, শক শোষণ, বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, যা বর্তমান উপকরণগুলিতে পাওয়া যায় না। এই কাঠামোগত এবং কার্যকরী বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায় যে আমাদের ক্রাফ্ট পেপার-ভিত্তিক অ্যানোডগুলি বর্তমান কার্বন উপকরণগুলির একটি টেকসই এবং মাপযোগ্য বিকল্প এবং এটি কাঠামোগত ব্যাটারির নবজাত ক্ষেত্রগুলির মতো চাহিদাপূর্ণ, উচ্চ-শেষ, বহুমুখী অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অর্থনৈতিক মূল্য খুঁজে পাবে।"
এনটিইউর স্কুল অফ মেকানিক্যাল অ্যান্ড অ্যারোস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহকারী অধ্যাপক লাই চাংকুয়ান, যিনি এই প্রকল্পের নেতৃত্ব দিয়েছেন, বলেছেন, "আমাদের পদ্ধতি একটি সাধারণ এবং সর্বব্যাপী উপাদান - কাগজ -কে আরেকটি অত্যন্ত টেকসই এবং উচ্চ চাহিদাতে রূপান্তরিত করে৷ আমরা আশা করি যে আমাদের অ্যানোডগুলি ব্যাটারির জন্য একটি টেকসই এবং সবুজ উপাদানের জন্য বিশ্বের দ্রুত ক্রমবর্ধমান চাহিদা পূরণ করবে, যার উত্পাদন এবং অনুপযুক্ত বর্জ্য ব্যবস্থাপনা আমাদের পরিবেশের উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলেছে।"
এনটিইউ গবেষণা দল দ্বারা করা কাজের তাত্পর্য তুলে ধরে, কর্নেল ইউনিভার্সিটি, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের মানব কেন্দ্রিক নকশা বিভাগের অধ্যাপক জুয়ান হিনেস্ট্রোজা, যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না, বলেছেন: "যেহেতু ক্রাফ্ট পেপার খুব বেশি পরিমাণে উত্পাদিত হয় এবং সারা বিশ্বে একইভাবে নিষ্পত্তি করা হয়, আমি বিশ্বাস করি যে এনটিইউ সিঙ্গাপুরের গবেষকদের দ্বারা অগ্রণী সৃজনশীল পদ্ধতির বিশ্বব্যাপী প্রভাবের একটি দুর্দান্ত সম্ভাবনা রয়েছে। যে কোনো আবিষ্কার যা ইলেক্ট্রোড এবং ফোমের মতো উচ্চ-মূল্যের পণ্যগুলির জন্য কাঁচামাল হিসাবে বর্জ্য ব্যবহারের অনুমতি দেবে তা সত্যিই একটি দুর্দান্ত অবদান। আমি মনে করি যে এই কাজটি একটি নতুন পথ খুলতে পারে এবং অন্যান্য গবেষকদেরকে অন্যান্য সেলুলোজ-ভিত্তিক সাবস্ট্রেটের রূপান্তরের পথ খুঁজে পেতে অনুপ্রাণিত করতে পারে, যেমন টেক্সটাইল এবং প্যাকেজিং উপকরণ, যা সারা বিশ্বে প্রচুর পরিমাণে বাতিল করা হচ্ছে।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- চ্যাং কোয়ান লাই, গুও ইয়াও লিম, কাই জি তাই, কাং জুয়েহ ডমিনিক লিম, লিংহুই ইউ, পবন কে কানাউজিয়া, পেইয়ুয়ান ইয়ান সিতোহ। ব্যতিক্রমী শক্তি শোষণ বৈশিষ্ট্য এবং কার্যকরী কার্বন ফোমের সংকোচনশীল স্থিতিস্থাপকতা পরিমাপযোগ্যভাবে এবং টেকসইভাবে সংযোজিতভাবে তৈরি ক্রাফ্ট পেপার থেকে প্রাপ্ত। অ্যাডেটিভ উত্পাদন, 2022; 58: 102992 ডিওআই: 10.1016/j.addma.2022.102992
