ہمارے فوسل ایندھن کی توانائی کی فراہمی کے صاف متبادل کو محسوس کرنے کی اہمیت تیزی سے بڑھ رہی ہے۔ اسی کے پیشِ نظر دنیا کی سائنسی برادری پچھلے کافی عرصے سے لامحدود توانائی پیدا کرنے کا راستہ کھوج رہی ہے اور اب محققین نے مصنوعی ضیائی تالیف (photosynthesis) کو استعمال کرنے کا طریقہ ڈھونڈ لیا ہے، جس سے پودے اپنے لیے توانائی پیدا کرتے ہیں
میڈیا رپورٹس کے مطابق مصنوعی فوٹوسینتھسس کا طریقہ کار نئی تحقیق میں دریافت کیا گیا ہے، جس میں سائنسدانوں نے میتھین پیدا کرنے کے لیے فوٹوسنتھیسس کے قدرتی عمل کی کامیابی سے نقل کی۔ اس توانائی سے بھرپور ایندھن پیدا کرنے کے لیے صرف پانی، کاربن ڈائی آکسائیڈ اور سورج کی روشنی کی ضرورت ہوتی ہے
محققین نے اے سی ایس انجینئرنگ میں شائع ہونے والے مقالے میں نئی دریافت کا خاکہ پیش کیا۔ انہوں نے بتایا کہ اگر اس کی پیمائش کی جائے تو یہ مصنوعی فوٹو سنتھیسس شمسی پینل کا لامحدود اور صاف توانائی کا متبادل ہو سکتا ہے، جسے متعدد محققین دہائیوں سے تلاش کرنے کی کوشش کر رہے ہیں
محقق اور کازوناری ڈومن کی سائنسدانوں کی ٹیم ایک ایسا نظام تیار کر کے چیزوں کو ایک قدم آگے لے جانے میں کامیاب ہوئے، جو سورج کی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے پانی کو ہائیڈروجن اور آکسیجن گیس میں تقسیم کرتا ہے اور پودوں کے استعمال کردہ نظام کی زیادہ قریب سے نقل کرتا ہے۔ آسان الفاظ میں یہ ایک ایسا طریقہ ہے، جس میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کو جذب کیا جائے اور سورج سے حاصل ہونے والی توانائی کو میتھین میں ذخیرہ کیا جائے
ماہرین نے مزید کہا کہ یہ ایک ایسا نظام ہے، جو سولر پینلز سے بہت ملتا جلتا ہے۔ صرف سورج کی توانائی کو استعمال کرنے اور اسے ذخیرہ کرنے کے بجائے ہم نے فوٹو سنتھیسس کے اسی نظام کو استعمال کیا، جس پر پودے توانائی پیدا کرنے کے لیے انحصار کرتے ہیں۔ تاہم شہر کے تقاضوں کو پورا کرنے کے لیے مذکورہ بالا نظام کو بڑھانا زیادہ مشکل ہے۔ ٹیم نے اپنے شائع کردہ مطالعے میں اس حوالے سے رکاوٹوں اور اس کے ممکنہ حل پر بھی بحث کی
واضح رہے کہ قابل تجدید توانائی کے ذریعہ کے طور پر مصنوعی فوٹوسنتھیس کا مطالعہ کئی دہائیوں سے کیا جا رہا ہے۔ یہ نقطہ نظر قدرتی فوٹوسینتھسس کے عمل کو نقل کرنے کے لیے بایومیمیٹک تکنیکوں کا استعمال کرتا ہے، جو آکسیجن اور توانائی سے بھرپور کاربوہائیڈریٹ پیدا کرنے کے لیے سورج کی روشنی، پانی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کے وافر وسائل کا استعمال کرتی ہے۔ اس آپریشن کو نقل کرکے، محققین ایسے نظاموں کو ڈیزائن کرنے کے قابل ہیں، جو ان قدرتی وسائل کو شمسی توانائی کو کیمیائی توانائی میں تبدیل کرنے اور اسے ایندھن کے بندھن میں ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔
ایندھن، جو مصنوعی فوٹوسینتھسس کے ذریعہ تیار کیے جا سکتے ہیں، ان میں ہائیڈرو کاربن جیسے فارمک ایسڈ (HCOOH)، میتھانول (CH 3OH)، کاربن مونو آکسائیڈ (CO)، اور میتھین (CH4)، یا خالص ہائیڈروجن ایندھن شامل ہیں۔ مصنوعی فوٹوسینتھسس میں شامل کیمیائی عمل میں پانی کا آکسیجن اور ہائیڈروجن میں تقسیم، یا کاربن ڈائی آکسائیڈ کو مختلف ہائیڈرو کاربن میں کم کرنا شامل ہے۔
یہ عمل مٹھی بھر ڈیوائس ڈیزائنز کے ذریعے مکمل کیے جاتے ہیں، بشمول فوٹو الیکٹرو کیمیکل سیلز یا فوٹو وولٹک کپلڈ الیکٹرولائزرز۔ ہر فنکشن سورج کی روشنی کے فوٹون کے ساتھ ساتھ مناسب اتپریرک سے حاصل کردہ توانائی سے چلتا ہے۔ قدرتی فوٹو سنتھیس اور مصنوعی فوٹوسینتھسس دونوں سے فائدہ مند اجزاء کو ملا کر نیم مصنوعی فوٹوسینتھسس سسٹم بنانے کا ایک عام طریقہ بھی ہے، جس میں انزائمز یا حتیٰ کہ مکمل سیل ایپلی کیشنز کو مصنوعی آلات میں شامل کرنا شامل ہے۔ تاہم، اس شعبے کی ترقی کے لیے کئی حدود ہیں جو ایک ایسا نظام قائم کرنے میں ناکامی کے گرد مرکوز ہیں جو لاگت کی تاثیر، طویل مدتی استحکام، اور بہترین کارکردگی کی اہم خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔
بہر حال، مناسب مواد کی تلاش جاری ہے کیونکہ محققین ایک قابل عمل ڈیوائس کے قیام کے خواہشمند ہیں جو صنعتی استعمال کے لیے تیار ہو۔ یہی وجہ ہے کہ حالیہ پیش رفت کو اہم سمجھا جا رہا ہے۔
مصنوعی فوٹو سنتھیس کا بڑے پیمانے پر استعمال ممکنہ طور پر معاشرے کو قیمتی ایندھن کی شکل میں قابل تجدید اور ذخیرہ کرنے کے قابل توانائی فراہم کر سکتا ہے۔ پیدا ہونے والے ہائیڈرو کاربن جیواشم/فوسل ایندھن کے متبادل کے طور پر کام کر سکتے ہیں، اور خالص ہائیڈروجن کو ایندھن کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے یا بجلی پیدا کرنے کے لیے فیول سیل میں منتقل کیا جا سکتا ہے۔
مصنوعی فوٹوسینتھسس کے آلات ماحول کو صاف کرنے والے، ماحول سے اضافی کاربن ڈائی آکسائیڈ نکالنے، اور اس میں آکسیجن کو واپس چھوڑنے والے کے طور پر بھی کام کر سکتے ہیں۔
اگرچہ ابھی بہت طویل سفر طے کرنا ہے، لیکن مصنوعی فوٹو سنتھیس سے پیدا ہونے والی توانائی سے چلنے والا معاشرہ مطلوب ہے، اور حالیہ پیش رفت اس ضمن میں کامیابی کی امید سمجھی جا رہی ہے۔
