لیزر ٹیکنالوجی کے استعمال نے نائٹروجن فکسشن کے طریقہ کار میں انقلاب برپا کر دیا ہے، جس سے محیط حالات میں امونیا کی ترکیب کا ایک نیا طریقہ فراہم کیا گیا ہے۔ حال ہی میں، محققین نے پہلی بار تجارتی CO2 لیزر کا استعمال کیا تاکہ نائٹروجن نائٹروجن ٹرپل بانڈ میں خلل ڈالا جاسکے، اس طرح ہیبر بوش کے عمل کو ایک نیا سبز متبادل فراہم کیا گیا۔
بین الاقوامی تحقیقی ٹیم نے مبینہ طور پر لیتھیم آکسائیڈ کو لتیم دھات میں تبدیل کرنے کے لیے ایک لیزر کا استعمال کیا، جس کے بعد ہوا میں موجود نائٹروجن کے ساتھ اچانک رد عمل ظاہر کر کے لیتھیم نائٹرائیڈ بنا۔ اس نمک کو آسانی سے امونیا میں ہائیڈولائز کیا جاتا ہے، جس سے یہ طریقہ ریکارڈ پیداوار کو توڑ سکتا ہے۔
جرمنی میں ہیلم ہولٹز انسٹی ٹیوٹ برائے قابل تجدید توانائی کے پہلے مصنف، ہیوز وانگ نے کہا، "ہم نے ایک اہم تصور متعارف کرایا ہے جو مختلف آکسائڈز کو نائٹرائڈز میں تبدیل کرنے کے لیے ہائی انرجی لیزرز کا استعمال کرتا ہے۔"
انہوں نے مزید کہا، "ہم نے کمرے کے درجہ حرارت اور ماحول کے دباؤ پر بے مثال پیداوار حاصل کی۔ یہ نتیجہ دوسرے طریقوں کے مقابلے میں قابل ذکر ہے۔" اصل پیداوار دیگر جدید ترین حلوں سے زیادہ شدت کے دو آرڈرز ہیں، بشمول الیکٹرو کیمیکل اور میکانی کیمیکل طریقوں سے۔
زیورخ، سوئس فیڈرل انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی میں چھوٹے مالیکیولز کے الیکٹرو کیمیکل تبدیلی کے ماہر وکٹر موگل نے کہا کہ یہ سبز امونیا پیدا کرنے کے لیے ایک بالکل نیا طریقہ ہے، جو ممکنہ طور پر ہیبر بوش کے عمل سے زیادہ پائیدار ہے۔ Haber-Bosch عمل بہت زیادہ توانائی کا حامل ہے کیونکہ یہ اعلی درجہ حرارت اور دباؤ پر کام کرتا ہے، اور یہ CO2 کے اخراج کا باعث بھی بنتا ہے۔"
اس کے علاوہ، انہوں نے کہا، نیا طریقہ "آپریشنل لچک اور ماحولیاتی فوائد پیش کرتا ہے" کیونکہ یہ محیط حالات میں کام کرتا ہے۔ یہ عمل امونیا کو براہ راست بھی پیدا کر سکتا ہے جہاں اس کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے نقل و حمل کے اخراجات کم ہوتے ہیں۔
ٹیم نے ایک اورکت لیزر کا استعمال کیا تاکہ لتیم آکسیجن بانڈ کو لتیم آکسائیڈ سے لتیم دھات پیدا کرنے کے لیے کافی توانائی فراہم کی جا سکے۔ ہوا کے سامنے آنے پر، لتیم دھات خود بخود نائٹروجن کے ساتھ مل جاتی ہے، نائٹروجن-نائٹروجن ٹرپل کوویلنٹ بانڈ کو توڑ کر لیتھیم نائٹرائڈ پیدا کرتی ہے۔
وہ مزید بتاتے ہیں، "اس کے بعد، ہم لیزر سے تیار کردہ لیتھیم نائٹرائڈ کو ہائیڈرولائز کر کے امونیا اور لیتھیم ہائیڈرو آکسائیڈ حاصل کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، یہ طریقہ کیمیائی ری سائیکلنگ کے مواقع فراہم کرتا ہے۔ لیزر لیتھیم ہائیڈرو آکسائیڈ کو واپس لیتھیم نائٹرائڈ میں تبدیل کر سکتا ہے، جو مؤثر طریقے سے ختم کر سکتا ہے۔ لتیم سائیکل۔"
انہوں نے مزید کہا: "یہ بیک وقت ایک اور نیا تصور بن جاتا ہے - ہائیڈرو آکسائیڈ کو نائٹرائڈ میں تبدیل کرنا۔"
تاہم، امپیریل کالج لندن (یو کے) میں الیکٹرو کیمسٹری اور نائٹروجن فکسیشن کے ماہر افان اسٹیفنز اب بھی شکی ہیں۔ وہ کہتے ہیں: "مجھے شک ہے کہ اتنی زیادہ پیداوار طویل مدت میں پائیدار ہوگی۔ اس کے علاوہ، یہ حقیقت کہ یہ ایک مسلسل عمل کے بجائے ایک بیچ کا عمل ہے، اس کی فزیبلٹی کو بہت حد تک محدود کر دے گا۔ حقیقت یہ ہے کہ الیکٹرو کیمیکل تکنیک اس کی اجازت دیتی ہے۔ مسلسل آپریشن لیزر کی حوصلہ افزائی کے نئے طریقوں پر ایک اہم فائدہ ہے۔"
اس کے علاوہ، لیزرز کی توانائی کی ضروریات امونیا کی ترکیب کو بڑھانے کے لیے ایک مسئلہ پیدا کر سکتی ہیں۔ انہوں نے مزید کہا: "اگر آپ دور دراز علاقوں میں کھاد کے طور پر صرف چھوٹے پیمانے پر امونیا پیدا کر رہے ہیں، تو توانائی کی کارکردگی کم اہم ہو جاتی ہے۔"
محققین تجویز کرتے ہیں کہ ان کا طریقہ الیکٹرو کیمسٹری کے مقابلے میں اہم فوائد پیش کرتا ہے، جیسے کہ تنزلی اور آسانیاں۔ اس کے علاوہ، امونیا کی ترکیب کے تمام ابھرتے ہوئے طریقوں کو اپنے بڑے چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے کیونکہ پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے۔ محققین ایک جالی سطح پر لیتھیم آکسائیڈ پاؤڈر کو تقسیم کرکے اور پھر لیزر کے ساتھ ایک ایک کرکے رد عمل والے خلیوں کی صف کو شعاع کرتے ہوئے اس عمل کو بڑھانے کا تصور کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، محققین نے مشاہدہ کیا کہ دیگر آکسائڈز نے اسی طرح کے رویے کی نمائش کی، جیسے میگنیشیم، ایلومینیم، زنک اور کیلشیم، کم پیداوار میں ہونے کے باوجود۔
وہ بتاتے ہیں، "یہ اس لیے ہو سکتا ہے کہ دوسرے آکسائیڈز کو الگ کرنا اور ہائیڈرولائز کرنا زیادہ مشکل ہے۔" تاہم، نائٹروجن کی طرف الکلین اور الکلائن زمین کی دھاتوں کی رد عمل امید افزا معلوم ہوتی ہے۔ وہ کہتے ہیں، "ہماری حالیہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ میگنیشیم اور کیلشیم جیسی زیادہ پرچر دھاتیں بھی نائٹروجن کو توڑ سکتی ہیں۔"
