लिथियम-आयन बैटरियों के लिए पारंपरिक ग्रेफाइट के विकल्प के रूप में ग्राफीन के संश्लेषण में क्रांति लाना, यूएनएसडब्ल्यू सिडनी वैज्ञानिकों ने नवोन्मेषी फ्लैश जूल हीटिंग तकनीक के माध्यम से कम मूल्य वाले मूंगफली छिलके के अपशिष्ट भंडार को बैटरी के लिए उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफीन में बदलने के लिए एक अत्यधिक कुशल और लागत प्रभावी तरीका बनाया है। यह प्रक्रिया कुछ ही सेकंड में सुपर-कंडक्टिव ग्राफीन नैनोमटेरियल का उत्पादन करती है और इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स की विनिर्माण लागत को नाटकीय रूप से कम कर सकती है, जबकि मूंगफली उत्पादक देशों में किसानों के लिए अतिरिक्त राजस्व उत्पन्न करने के लिए एक आर्थिक मार्ग भी प्रदान करती है।यह नवाचार सर्कुलर इकोनॉमी मॉडल विकसित करने और अधिक पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को विकसित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है जो दर्शाता है कि मूंगफली के छिलकों का उपयोग उन्नत प्रौद्योगिकी, डिजिटल बुनियादी ढांचे और पर्यावरण की दृष्टि से टिकाऊ औद्योगिक नवाचार के भविष्य के लिए एक व्यवहार्य ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जा सकता है।
मूंगफली के छिलके के कचरे को ‘हरे’ ग्राफीन में बदलना
यूएनएसडब्ल्यू सिडनी के शोधकर्ताओं ने दो-चरणीय थर्मल प्रक्रिया के माध्यम से मूंगफली के छिलके के कचरे को उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफीन में बदलने के लिए एक स्थायी तकनीक विकसित की है: सबसे पहले, कार्बन युक्त चार बनाने के लिए 500 डिग्री सेल्सियस पर गोले का पूर्व-उपचार किया जाता है, इसके बाद परमाणुओं को प्रवाहकीय ग्राफीन में पुनर्व्यवस्थित करने के लिए 3,000 डिग्री सेल्सियस पर फ्लैश जूल हीटिंग किया जाता है। यूएनएसडब्ल्यू तकनीक कार्बन उत्पादन के पारंपरिक तरीकों से भिन्न है, जो अत्यधिक ऊर्जा-गहन और रासायनिक रूप से गहन हैं, क्योंकि इसमें कृषि अपशिष्ट से गुजरने वाले उच्च-वोल्टेज विद्युत प्रवाह का उपयोग होता है, जो सेकंड में प्रवाहकीय ग्राफीन का उत्पादन करता है। सालाना उत्पन्न होने वाले लाखों टन मूंगफली कचरे को संबोधित करने के अलावा, यह प्रक्रिया इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण और मूल्यवान कच्चा माल बनाती है।
वैज्ञानिक मूंगफली के छिलके के कचरे को ग्राफीन में क्यों बदलते हैं?
इस शोध को करने का एक मुख्य उद्देश्य दुनिया भर में ऊर्जा भंडारण के अधिक कुशल तरीकों की मांग को बढ़ाना है। ग्रेफाइट का उपयोग पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों में एनोड सामग्री के रूप में किया जाता है; हालाँकि, प्राकृतिक ग्रेफाइट के खनन की या तो महंगी प्रक्रिया है या रसायनों के उपयोग के माध्यम से सिंथेटिक ग्रेफाइट के उत्पादन में उच्च लागत शामिल है। शोधकर्ताओं ने प्रसंस्कृत मूंगफली खोल अपशिष्ट से उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफीन, ग्रेफाइट के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प, का उत्पादन करने के लिए एक विधि विकसित की है और इस सामग्री का उपयोग एनोड का उत्पादन करने के लिए किया है जो उच्च सतह क्षेत्र होने के कारण अधिक टिकाऊ हैं, जिससे अतिरिक्त ऊर्जा भंडारण की अनुमति मिलनी चाहिए। प्रयोगशाला परीक्षाओं ने सत्यापित किया है कि इन मूंगफली-व्युत्पन्न ग्राफीन शीट एनोड में बेहतर चालकता है और पारंपरिक ग्रेफाइट शीट एनोड की तुलना में अधिक स्थिर हैं। इसलिए, सेल फोन बैटरियां बहुत तेज गति से चार्ज हो सकती हैं, और इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी सेल की दीर्घायु में वृद्धि होगी।
टिकाऊ ऊर्जा भंडारण के माध्यम से 15 मिलियन टन अपशिष्ट संकट का समाधान
वर्तमान दस्तावेज़ के पर्यावरणीय प्रभाव इस शोध प्रयास में अधिक महत्वपूर्ण निष्कर्षों में से एक हो सकते हैं। वैज्ञानिक पत्रिका के अनुसार केमिकल इंजीनियरिंग जर्नल एडवांसवैश्विक स्तर पर, 2026 में वार्षिक मूंगफली उत्पादन लगभग 58 मिलियन टन तक पहुंच गया है, जिससे लगभग 15 मिलियन टन शेल अपशिष्ट उत्पन्न होता है जिसका वर्तमान में कम उपयोग किया जाता है; इस सामग्री का एक बड़ा हिस्सा या तो जला दिया जाता है या लैंडफिल में सड़ने के लिए छोड़ दिया जाता है, जिससे ग्रीनहाउस गैसों का उत्पादन होता है। यह अध्ययन दिखाता है कि मूंगफली उत्पादन प्रक्रिया से उत्पन्न मूंगफली के छिलके के कचरे को ‘सर्कुलर इकोनॉमी’ मॉडल के भीतर कैसे मोड़ा और उपयोग किया जा सकता है। थर्मल प्रक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने के अलावा, मूंगफली के छिलके के कचरे को नैनोमटेरियल में परिवर्तित करने से बढ़ते ग्रेफाइट उद्योग को गैर-पुनर्चक्रण योग्य खनन ग्रेफाइट पर कम निर्भरता में मदद मिल सकती है। अध्ययन से यह भी पता चलता है कि परिणामी ‘ग्रीन ग्राफीन’ उच्च विद्युत चालकता प्रदर्शित करता है और इसे केवल 1.30 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोग्राम की अविश्वसनीय रूप से कम ऊर्जा लागत पर उत्पादित किया जा सकता है, जो इसे सिंथेटिक ग्रेफाइट का व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य विकल्प बनाता है।
