एक वैज्ञानिक सफलता में जो स्वयं जॉर्ज वाशिंगटन कार्वर की ईर्ष्या होगी, वैज्ञानिक अब तक मूंगफली के सबसे सरल उपयोग के साथ आ सकते हैं। लेकिन ये लोकप्रिय फलियां नहीं हैं जो कार्वर खाद्य पदार्थों, रंगों और सौंदर्य प्रसाधनों में शामिल हैं - वे मूंगफली की पैकिंग कर रहे हैं। पर्ड्यू विश्वविद्यालय के रासायनिक इंजीनियरों की एक टीम ने अब कार्बन एनोड्स, रिचार्जेबल बैटरी के एक घटक के निर्माण के लिए मूंगफली की पैकिंग का पुन: उपयोग करने का एक आकर्षक तरीका विकसित किया है जो बाजार में प्रतिस्पर्धी बैटरी को बेहतर बनाता है।
मूंगफली पैकिंग नगण्य अतिरिक्त वजन के साथ भारी पार्सल के सुरक्षित आगमन को सुनिश्चित करने में अविश्वसनीय रूप से सहायक साबित हुई है। हालांकि, वे निपटाने के लिए एक शैतान हैं। क्योंकि वे इतनी जगह लेते हैं और परिवहन के लिए महंगे हैं, कई कर्बसाइड रीसाइक्लिंग सेवाएं अब मूंगफली को स्वीकार नहीं करती हैं। नतीजतन, मूंगफली की पैकिंग का केवल एक हिस्सा ठीक से पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
शेष बहुमत को लैंडफिल में फेंक दिया जाता है जहां वे एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरा पैदा कर सकते हैं। कई पीढ़ियों को विघटित करने के लिए, पॉलीस्टाइनिन (स्टायरोफोम आम ब्रांड होने के नाते) आधारित मूंगफली में ऐसे रसायन होते हैं जिन्हें कार्सिनोजेनिक माना जाता है। इन हानिकारक पर्यावरणीय प्रभावों की आलोचना के जवाब में, निर्माताओं ने गैर विषैले स्टार्च आधारित, बायोडिग्रेडेबल मूंगफली की शुरुआत की। फिर भी, पर्ड्यू के शोधकर्ताओं का दावा है कि इस "हरे" विकल्प में संभावित खतरनाक रसायन भी हो सकते हैं जो इन मूंगफली को "कश" करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
पर्ड्यू स्कूल ऑफ केमिकल इंजीनियरिंग के एक एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन के प्रमुख लेखक विलास पोल कहते हैं कि प्रोजेक्ट के लिए उनकी प्रेरणा उनकी नई प्रयोगात्मक बैटरी अनुसंधान प्रयोगशाला के लिए सामग्री का ऑर्डर करते समय आई। पोल कहती हैं, "हमें बहुत सारे उपकरण और केमिकल मिल रहे थे, जो पैकिंग मूंगफली के ढेरों से भरे हुए थे, और कुछ समय में मैंने महसूस किया कि ये सभी मूंगफली बेकार जा रही थीं।" "हम कुछ ऐसा करना चाहते थे जो समाज और पर्यावरण के लिए अच्छा हो।"
लिथियम-आयन बैटरी मुख्य रूप से एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) से बना होता है जो लिथियम-आधारित पदार्थ, कार्बन से बना एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड), एक बहुलक झिल्ली जो उन्हें अलग करता है और एक इलेक्ट्रोलाइट द्रव पदार्थ होता है जो झिल्ली के माध्यम से चार्ज कर सकता है। जब बैटरी चार्ज होती है, तो सकारात्मक लिथियम आयन पॉजिटिव कैथोड से नेगेटिव एनोड में चले जाते हैं और कार्बन पर जमा हो जाते हैं। इसके विपरीत, जब बैटरी उपयोग में होती है, तो लिथियम आयन विपरीत दिशा में प्रवाहित होते हैं, जिससे बिजली पैदा होती है।
एक प्रारंभिक विश्लेषण के बाद पता चला कि मूंगफली की पैकिंग के प्राथमिक घटक कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन हैं, टीम ने एक ऐसी प्रक्रिया विकसित करने की कोशिश की जो लिथियम आयन बैटरी के लिए एनोड बनाने के लिए कार्बन का उपयोग कर सके। विशिष्ट परिस्थितियों में मूंगफली को गर्म करके, टीम कार्बन को अलग करने में सक्षम थी, जल वाष्प के गठन के माध्यम से ऑक्सीजन और हाइड्रोजन का निपटान करने के लिए विशेष ध्यान रखते हुए, ताकि उप-उत्पाद बनाने के लिए न हो जो पर्यावरण के लिए खतरनाक था। टीम ने फिर शेष कार्बन पर अतिरिक्त गर्मी लागू की, इसे अपनी बैटरी के लिए एनोड के रूप में सेवा करने में सक्षम बहुत पतली चादरों में ढाला।
हैरानी की बात है कि नई "अपसाइकल" बैटरी काफी हद तक वैज्ञानिकों की अपेक्षाओं को पार कर गई है - लगभग 15 प्रतिशत तक अधिक समग्र चार्ज, और अन्य तुलनीय लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में तेजी से चार्ज। यह पता चला है कि टीम की अनूठी निर्माण प्रक्रिया ने अनजाने में कार्बन की संरचना को अपने लाभ में बदल दिया। आगे की जांच से पता चला कि जब स्टार्च से पानी छोड़ा गया था, तो उसने छोटे छिद्रों और गुहाओं का उत्पादन किया - जो कि समग्र सतह क्षेत्र को बढ़ाते हुए लिथियम चार्ज रखने में सक्षम थे। पोल और उनके सहयोगियों ने यह भी पता लगाया कि उनकी प्रक्रिया ने कार्बन परमाणुओं के बीच रिक्ति में वृद्धि की है - जो कि लिथियम आयनों को प्रत्येक कार्बन परमाणु तक अधिक कुशल पहुंच की अनुमति देकर तेजी से चार्ज की सुविधा प्रदान करता है। "ऐसा लगता है जैसे आपके पास लिथियम से यात्रा करने के लिए एक बड़ा दरवाजा है, " पोल कहते हैं। "और यह बड़ा स्थान लिथियम को तेजी से आगे बढ़ने के लिए प्रेरित करता है।"
मूंगफली के पुन: उपयोग के अंतर्निहित सकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव के अलावा, जो अन्यथा लैंडफिल को भीड़ देगा, मूंगफली से शुद्ध कार्बन के अलगाव के लिए न्यूनतम ऊर्जा (केवल 1, 100 डिग्री फ़ारेनहाइट) की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, बैटरी एनोड के लिए उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक कार्बन का उत्पादन करने के लिए आवश्यक तापमान 3, 600 डिग्री और 4, 500 डिग्री फ़ारेनहाइट के बीच है और कई दिनों तक चलता है, पोल बताता है।
शोधकर्ताओं ने अपनी नई तकनीक के लिए एक पेटेंट के लिए आवेदन किया है, अगले दो वर्षों में इसे बाजार में लाने की उम्मीद में, और कार्बन के लिए अन्य उपयोगों की भी जांच करने की योजना है। "यह एक बहुत ही स्केलेबल प्रक्रिया है, " पोल कहते हैं। और "ये बैटरियां केवल एक अनुप्रयोग की हैं। कार्बन हर जगह है।
