मूत्र को सतत् उर्वरक में परिवर्तित करने की वैद्युत-रासायनिक प्रक्रिया

संदर्भ

नेचर कैटेलिसिस में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन मूत्र से यूरिया निकालने एवं इसे एक मूल्यवान उर्वरक में बदलने के लिए एक अभिनव वैद्युत रासायनिक विधि प्रस्तुत करता है।

• यह प्रक्रिया शहरी अपशिष्ट जल उपचार को बढ़ाती है एवं साथ ही सतत्् कृषि को बढ़ावा देती है।

प्रक्रिया के बारे में

• यूरिया का रूपांतरण: मूत्र में नाइट्रोजन युक्त यौगिक यूरिया को क्रिस्टलीय पेरोक्साइड व्युत्पन्न परकार्बामाइड में परिवर्तित किया जाता है।
• दोहरा लाभ
• • शहरी अपशिष्ट जल प्रणालियों में मूत्र उपचार की सुविधा प्रदान करता है।
  • अपशिष्ट मूत्र को पर्यावरण के अनुकूल कृषि संसाधन में परिवर्तित करता है।

शामिल रासायनिक प्रक्रिया

• वैद्युत रासायनिक रूपांतरण: यूरिया (CH₄N₂O) विद्युत रासायनिक विखंडन की क्रिया से गुजरता है, जिससे अमोनिया, हाइड्रोजन आयन (H⁺) एवं प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती का निर्माण होता है।
• हाइड्रोजन आयन सक्रिय ग्रेफाइट-कार्बन उत्प्रेरक की उपस्थिति में परकार्बामाइड का उत्पादन करने के लिए यूरिया के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।
• उत्प्रेरक की भूमिका: सक्रिय ग्रेफाइट-कार्बन हाइड्रोजन बंध को बढ़ाता है, जिससे दक्षता बढ़ती है। 
• यह दो प्रतिक्रिया मार्गों को तेज करता है जिससे ‘एंटी कार्बामाइड’ का निर्माण होता है।

परकार्बामाइड के लाभ

• सतत् पोषक तत्वों का उत्सर्जन
• • धीरे-धीरे नाइट्रोजन उत्सर्जन होने से पौधों की लंबी अवधि की वृद्धि सुनिश्चित होती है।
  • धीमी ऑक्सीजन उत्सर्जन से मृदा का वातन एवं जड़ संबंधी श्वसन प्रक्रिया में सुधार होता है।
• पर्यावरणीय लाभ: यह जल निकायों में पोषक तत्वों के अपवाह को नियंत्रित करके यूट्रोफिकेशन को रोकता है।
  • मूत्र में पोषक तत्व पुनर्चक्रण को बढ़ावा देता है, जिससे रासायनिक उर्वरक पर निर्भरता कम होती है।

संभावित अनुप्रयोग

• शहरी अपशिष्ट जल प्रबंधन: अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में पोषक तत्वों की प्राप्ति को बढ़ावा देता है। पारंपरिक अपशिष्ट निपटान के लिए एक पर्यावरण-अनुकूल विकल्प प्रदान करता है।
• कृषि उपयोग: विशेष रूप से संसाधन-सीमित क्षेत्रों में सतत् कृषि के लिए आदर्श है। यह मृदा की गुणवत्ता में सुधार करते हुए सिंथेटिक उर्वरकों पर निर्भरता कम करता है।

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