स्वच्छ ईंधन - हाइड्रोजन (हिंदी में)

 हाल ही में भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, दिल्ली के शोधकर्ताओं द्वारा कम लागत पर जल से हाइड्रोजन ईंधन उत्पन्न करने की एक तकनीक विकसित की गई है। यह दुनियाभर में क्लीनर और ग्रीनर ऊर्जा स्रोतों की तलाश के लिए किए जा रहे प्रयासों के क्रम में एक महत्वपूर्ण कदम है। हाइड्रोजन गैस जीवाश्म ईंधन के नवीकरणीय विकल्प के रूप में एक व्यहवार विकल्प है और प्रदूषण को कम करने के लिए उत्सर्जन को कम करने में मदद कर सकती है।

क्लीन फ्यूल हाइड्रोजन के बारे में:-

 आईआईटी दिल्ली के शोधकर्ताओं ने औद्योगिक की खपत के लिए कम लागत, स्वच्छ हाइड्रोजन ईंधन उत्पन्न करने हेतु, सल्फर-आयोडीन(S I) थर्मोकेमिकल  हाइड्रोजन चक्र (SI CYCLE) के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया द्वारा, जल को सफलतापूर्वक विभाजित किया है। सामान्यता SI CYCLE में  ऑक्सीजन से हाइड्रोजन के पृथक्करण के लिए गैर-नवीकरणीय स्रोतों जैसे कोयला तेल प्राकृतिक गैस की तुलना में उच्च मात्रा में ताप की आवश्यकता होती है. यह हाइड्रोजन गैस के बड़े पैमाने पर उत्पादन को आर्थिक रूप से गैर व्यावहारिक और पर्यावरण के प्रति कुल बनाता है। गहन ऊर्जा, सल्फर डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन के लिए सल्फ्यूरिक अम्ल का रूपांतरण संक्षारक कदम के रूप में उपयुक्त उत्प्रेरक डिजाइन का विकास किया जाना उपलब्धि रही है।

सल्फर-आयोडीन चक्र प्रक्रिया:-

सल्फर आयोडीन चक्र(SI CYCLE) एक  त्रि-चरणीय  थर्मोकेमिकल  चक्र है, जिसका उपयोग हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है. इस चक्र में सभी रसायनों को पुनर्नवीनीकरण  किया जाता है। सल्फर आयोडीन चक्र की प्रक्रिया को पर्याप्त ताप की आवश्यकता होती है।

 ताप, हाइड्रोजन गैस से प्राप्त करने के प्रारंभिक चरण में, उच्च तापमान इंडोथेर्मिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं के चक्र में प्रवेश करता है और अंतिम चरण में सीमित(low) तापमान exothermic प्रतिक्रिया चक्र से बाहर निकलता है।

त्रि-चरणीय थर्मोकेमिकल चक्र:-

 प्रथम चरण:- सल्फर डाइऑक्साइड(so2) के साथ आयोडाइड(I2) की प्रतिक्रिया के बाद हाइड्रो आयोडाइड एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन होता है.

I2 + SO2 + 2H2O = 2HI + H2SO4

 द्वितीय चरण:- जल, SO2 और अवशिष्ट H2so4 को hydrodic एसिड प्राप्त करने के लिए संक्षेपन द्वारा ऑक्सीजन के अपघटन से अलग किया जाता है.

2H2SO4= 2SO2 + 2H2O + O2

तृतीय चरण:- हाइड्रॉडिक एसिड(HI) से हायड्रोजन गैस  प्राप्त की जाती है।

2HI = I2 +H2

चक्र में प्रवेश करने और  बाहर निकलने वाले ताप के मध्य का अंतर, उत्पादित हाइड्रोजन के दहन के ताप के रूप में चक्र से बाहर निकलता है। सल्फर आयोडीन चक्र की प्रमुख चुनौतियां जल और आयोडीन के अधिशेष को कम करना और  पृथक्करण प्रक्रियाओं हैं, जो आसवन की तुलना में कम ऊर्जा का उपयोग करती है। परंपरागत रूप से सल्फर आयोडीन चक्र का विकास कई देशों द्वारा चौथी पीढ़ी के परमाणु रिएक्टर के साथ हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए किया गया है।

खोज का महत्व :-

प्रथम:-

हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रौद्योगिकी को बढ़ावा देना:-  इस खोज के माध्यम से कम लागत वाले हाइड्रोजन की उपलब्धता के परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रोधोगिकी के अनुप्रयोग में वृद्धि और सुधार होगा, जो विद्युत चालित वाहन, प्राथमिक और विभिन्न प्रकार के वाणिज्य व्यवस्था के लिए बैकअप पावर, औद्योगिक एवं आवासीय भवन और एयर टैक्सी जैसे फ्यूचरिस्टिक-साउंडिंग एप्लीकेशन के क्षेत्र में एक स्वच्छ तथा विश्वसनीय वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत का लाभ प्रदान करेगा। हायड्रोजन ईंधन सेल एक विधुत रासायनिक जेनरेटर है जो उप-उत्पादों के रूप में ताप और जल का प्रयोग करके हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के संयोग से विद्युत उत्पन्न करता है.

2. उत्सर्जन लक्ष्य का पालन करने में सहायक:- यह भारत को पेरिस जलवायु समझौते में अपनी प्रतिबद्धता और राष्ट्रीय स्तर पर निर्धारित अंशदान (INDC)  लक्ष्य का पालन करने में मदद कर सकता है तथा यह सुनिश्चित कर सकता है कि भविष्य में सोने उत्सर्जन के लक्ष्य को प्राप्त किया जा सके.

3 FAME इंडिया योजना का अनुपूरक:-  यह हाइब्रिड/इलेक्ट्रिक वाहनों के बाजार में विकास और विनिर्माण परिस्थितिकी तंत्र का समर्थन करने के उद्देश्य से शुरू की गई FAME इंडिया योजना के कुशल कार्यान्वयन के पूरक कार्य करेगा।

ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का लाभ:-

प्रथम. पर्यावरण के अनुकूल:-  हाइड्रोजन को एक ऊर्जा के रूप में उपयोग करने का लाभ है या है कि जब यह हाइड्रोजन ऑक्सीजन के साथ जुड़ता है तो केवल जल और ऊष्मा ही उत्पादित होते हैं। हाइड्रोजन इन कोशिकाओं के उपयोग से ग्रीनहाउस गैस या अन्य पार्टिकुलेट उत्पन्न नहीं होते है।

2. नॉनटॉक्सिक :-  हाइड्रोजन एक गैर-विषाक्त पदार्थ है, जो इंधन स्रोत के लिए दुर्लभ है । यह पर्यावरण के अनुकूल है और इससे मानव स्वास्थ्य का कोई नुकसान नहीं होता है।

3 अत्यधिक कुशल:- हाइड्रोजन एक कुशल ऊर्जा  रूप है, क्योंकि इसमें डीजल या गैस की तुलना में प्रत्येक पाउंड इंधन बहुत अधिक उर्जा उत्पन्न करने की क्षमता रखती हैं।

आदर्श अंतरिक्षयान ईंधन:-  हाइड्रोजन ऊर्जा दक्षता और शक्ति इसे अंतरिक्षयान के लिए एक आदर्श ईंधन स्रोत बनाती है, जो अन्वेषण मिशनोँ के लिए तीव्रता से रॉकेट भेजने में सक्षम है।

ईंधन के रूप में हाइड्रोजन से हानि:- गैस की तुलना में हाइड्रोजन में गन्ध का अभाव होता है, जो कि किसी भी रिसाव का पता लगाना लगभग असंभव बना देता है।Uहाइड्रोजन एक अत्यधिक ज्वलनशील और वासिल पदार्थ है इसके संभावित खतरे के रूप में दुलाई तथा भंडारण की गंभीर चुनौती देखी जाती है