আমাদের বেশিরভাগ বর্জ্য কেবল জ্বলিত করা খুব মূল্যবান। যদি এটি সাবধানে নিয়ন্ত্রিত উপায়ে পুনর্ব্যবহার করা হয় তবে কেবল তাপীয় শক্তি উত্পন্ন করা যায় না, তবে ফলস্বরূপ গ্যাসটি হাইড্রোজেন থেকে মিথেন বা মিথেনল পর্যন্ত মূল্যবান রাসায়নিক উত্পাদন করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। তবে গ্যাস উত্পাদন প্রক্রিয়াটি নিবিড়ভাবে পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রিত হওয়া দরকার।
এখন অবধি, গ্যাসিকরণের একটি খুব সাধারণ উপজাত-জলীয় বাষ্প-একটি বিশেষ মাথাব্যথা হয়ে দাঁড়িয়েছে। দক্ষতার সাথে গ্যাসিফিকেশন নিয়ন্ত্রণ করতে, পণ্য গ্যাসের জলের সামগ্রী যথাসম্ভব যথাসম্ভব জানা গুরুত্বপূর্ণ। তবে প্রচলিত পদ্ধতিগুলি পানির পরিমাণ পরিমাপ করা কঠিন করে তোলে। টিউ উইয়েন (ভিয়েনা) এ প্রক্রিয়া ইঞ্জিনিয়ারিং এবং ফোটোনিকগুলির মধ্যে একটি সহযোগিতায়, এই সমস্যাটি এখন খুব বিশেষ ধরণের আলোর উত্স ব্যবহার করে সমাধান করা হয়েছে: কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজার থেকে টেরহার্টজ রেডিয়েশন। অত্যাধুনিক কোয়ান্টাম প্রযুক্তি এখন পরিবেশ বান্ধব বায়োমাস পুনর্ব্যবহারকে সমর্থন করে।
প্রচলিত পরিমাপ যথেষ্ট নয়
ফ্লোরিয়ান মুলার ব্যাখ্যা করেছেন, “ইনফ্রারেড লাইট ব্যবহার করে পণ্য গ্যাসের অনেক রাসায়নিক উপাদান সনাক্ত করা যেতে পারে,” ফ্লোরিয়ান মুলার ব্যাখ্যা করেছেন, যিনি টিইউ উইয়েনের ইনস্টিটিউট অফ কেমিক্যাল, এনভায়রনমেন্টাল অ্যান্ড জৈবিক প্রকৌশল ইনস্টিটিউটে সিও 2 রিফাইনারি পিএইচডি প্রোগ্রামের অংশ হিসাবে পুনর্নবীকরণযোগ্য কার্বন সিস্টেমগুলি নিয়ে গবেষণা করছেন। “বিভিন্ন অণুগুলি ইনফ্রারেড আলোর বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে। কোন অংশের তরঙ্গদৈর্ঘ্য একটি নমুনা দ্বারা শোষিত হয় তা পরিমাপ করে, নমুনায় একটি নির্দিষ্ট পদার্থ রয়েছে কিনা তা নির্ধারণ করা সম্ভব” “
তবে, জলীয় বাষ্পের সাথে এটি করা শক্ত, একটি উপজাত যা গ্যাস উত্পাদন প্রক্রিয়াটির জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। ফ্লোরিয়ান মুলার বলেছেন, “আপনি যখন বায়োমাসকে গ্যাসগুলিতে রূপান্তর করেন, আপনি একটি জটিল গ্যাস মিশ্রণ দিয়ে শেষ করেন যা কেবল জলীয় বাষ্পই নয়, অনেকগুলি বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনও ধারণ করে,” ফ্লোরিয়ান মুলার বলেছেন। এবং তাদের মধ্যে কিছু জলের মতো একই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ইনফ্রারেড বিকিরণ শোষণ করে। এর অর্থ হ’ল কোন পদার্থ শোষণের জন্য দায়ী তা ঠিক বলা সম্ভব নয় এবং তাই পণ্য গ্যাসের জলের সামগ্রী সঠিকভাবে নির্ধারণ করা যায় না। আপনি গ্যাসের একটি নমুনা শীতল করতে পারেন এবং তারপরে ঘনীভূত জলের পরিমাণ পরিমাপ করতে পারেন – তবে এটি সময় নেয়। জলের ঘনত্বের ওঠানামা করার জন্য দ্রুত প্রতিক্রিয়া জানানো সম্ভব নয় এবং এটি দক্ষ অপারেশনকে কঠিন করে তোলে।
টিউ উইয়েন টেরহার্টজ রেডিয়েশন উত্স বিকাশ করে
তবে একই সময়ে, মাইকেল জেইডল টেরাহার্টজ রেঞ্জের লেজার বিমের উপর টিউ উইয়েনের ইনস্টিটিউট অফ ফোটোনিক্সে গবেষণা চালাচ্ছিলেন, অর্থাত্ স্পেকট্রোস্কোপিক পরিমাপের জন্য সাধারণত ব্যবহৃত ইনফ্রারেড রেডিয়েশনের চেয়ে কিছুটা দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে বিকিরণ। মাইকেল জেইডল এবং ফ্লোরিয়ান মুলার হলেন পুরানো বন্ধু যারা স্কুলের দিন থেকে একে অপরকে চেনেন – এবং তাই তারা তাদের গবেষণার ক্ষেত্রগুলির সংমিশ্রণের ধারণাটি নিয়ে এসেছিলেন।
মাইকেল জেইডল দেখাতে সক্ষম হয়েছিল যে টেরহার্টজ রেঞ্জের ফ্রিকোয়েন্সিগুলি পাওয়া যায় যা কেবলমাত্র জলের অণু দ্বারা বিশেষভাবে শোষিত হয় এবং বায়োমাস গ্যাসিফিকেশন প্ল্যান্টের পণ্য গ্যাসে উল্লেখযোগ্য ঘনত্বের মধ্যে বিদ্যমান অন্যান্য অনেকগুলি পদার্থ দ্বারা নয়। জলীয় বাষ্প সনাক্তকরণের সমস্যাটি তাই সাধারণ ইনফ্রারেড বিকিরণের পরিবর্তে টেরহার্টজ রেডিয়েশন ব্যবহার করে সমাধান করা যেতে পারে।
টেরহার্টজ রেডিয়েশন উত্পাদন করা কঠিন। টিউ উইয়েনে, কোয়ান্টাম প্রযুক্তির কৌশলগুলি কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজার উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হচ্ছে-ন্যানোমিটার স্কেলে একটি দর্জি-তৈরি জ্যামিতিক কাঠামোযুক্ত ক্ষুদ্র অর্ধপরিবাহী যা নিশ্চিত করে যে বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে কেবলমাত্র একটি খুব নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ নির্গত হয়। এই কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজারের নিজস্ব কুলিং প্রয়োজন, তবে দুটি গবেষক একটি কমপ্যাক্ট, পোর্টেবল ডিভাইস বিকাশ করতে সফল হয়েছেন যা একটি টেরহার্টজ বিম ব্যবহার করে গরম পণ্য গ্যাসগুলিতে জলের সামগ্রী নির্ভরযোগ্যভাবে পরিমাপ করতে পারে।
প্রথম সফল পরীক্ষা
মাইকেল জেইডল বলেছেন, “আমাদের পদ্ধতির একটি মূল সুবিধা হ’ল এটি বিস্তৃত জলীয় বাষ্পের ঘনত্ব এবং তাপমাত্রার উপর নির্ভরযোগ্য ফলাফল সরবরাহ করে।” “এটি কারণ আমরা যে টেরহার্টজ রেডিয়েশনটি ব্যবহার করি তা বিশেষত জলীয় বাষ্প দ্বারা দৃ strongly ়ভাবে শোষিত হয় – এটি আমাদের আরও কমপ্যাক্ট সেটআপ ব্যবহার করতে দেয়। কমপ্যাক্ট ডিজাইনের আর একটি বড় সুবিধা হ’ল পরিমাপক কোষের তাপমাত্রা এতটা ওঠানামা করে না, যা ত্রুটির ঝুঁকি হ্রাস করে।”
নতুন পদ্ধতিটি নিখুঁতভাবে কাজ করে এমন বিষয়টি টিউ উইয়েনের গেটরিডমার্ক্ট ক্যাম্পাসে বর্জ্য কাঠ ব্যবহার করে গ্যাস উত্পাদন পরীক্ষায় প্রদর্শিত হয়েছিল। এখন দুটি গবেষক এবং তাদের দলগুলি তাদের প্রযুক্তির আরও উন্নতি করতে চায়: প্রথমত, এটিকে আরও কার্যকর এবং ব্যবহারকারী-বান্ধব করে তুলতে এবং দ্বিতীয়ত, পণ্য গ্যাসগুলির অন্যান্য উপাদানগুলি টেরহার্টজ প্রযুক্তি ব্যবহার করে নির্ভরযোগ্যভাবে সনাক্ত করা যায় কিনা তা খতিয়ে দেখার জন্য।