जीवाश्म ईंधन से खुद को दूर करने के हमारे प्रयासों में हाइड्रोजन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है, लेकिन इसे पर्यावरण के अनुकूल तरीके से बनाने के लिए भारी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है। अब शोधकर्ताओं ने एक नई तकनीक विकसित की है जो सबसे शुष्क जलवायु में भी पतली हवा से हाइड्रोजन ईंधन बनाती है।
जबकि अक्षय ऊर्जा और बैटरी प्रौद्योगिकी बिजली और परिवहन क्षेत्रों के बड़े हिस्से को डीकार्बोनाइज़ करने में बड़ी प्रगति कर रही है, हाइड्रोजन भी ऊर्जा मिश्रण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हो सकता है। इसे पारंपरिक ईंधन की तरह ही जलाया जा सकता है, लेकिन इससे निकलने वाला एकमात्र उपोत्पाद पानी है। इसमें अच्छा ऊर्जा घनत्व है, जो इसे विमानन जैसी कठोर वजन आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए एक आशाजनक समाधान बनाता है, और यह लंबी अवधि में ऊर्जा को स्टोर करने का एक उपयोगी तरीका भी हो सकता है।
लेकिन पर्यावरण के अनुकूल हाइड्रोजन ईंधन कैसे पैदा होता है, इस पर बहुत कुछ निर्भर करता है। आज, थोक तथाकथित "ग्रे हाइड्रोजन" है, जो जीवाश्म ईंधन से बना है और इसके परिणामस्वरूप काफी ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन होता है। हाइड्रोजन को डीकार्बोनाइजेशन में योगदान करने के लिए, हमें इलेक्ट्रोलाइज़र द्वारा उत्पादित "ग्रीन हाइड्रोजन" में स्थानांतरित करने की आवश्यकता है जो अक्षय ऊर्जा का उपयोग करके पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करता है।
एक चुनौती यह है कि सर्वोत्तम अक्षय ऊर्जा स्रोतों वाले कई स्थान पानी की कमी से जूझते हैं। लेकिन अब ऑस्ट्रेलिया में मेलबर्न विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नई तकनीक विकसित की है जो हवा से अवशोषित नमी से हाइड्रोजन ईंधन बनाने में सक्षम है। क्या अधिक है, यह काम करता है, भले ही आर्द्रता दुनिया के सबसे शुष्क रेगिस्तान में पाए जाने वाले से कम हो।
"हवा से नमी का उपयोग करने की क्षमता इस डीएई [प्रत्यक्ष वायु इलेक्ट्रोलाइज़र] मॉड्यूल को दूरस्थ, शुष्क और अर्ध-शुष्क वातावरण में लागू करती है जहां ताजे पानी तक पहुंच एक बड़ी समस्या है," गैंग केविन ली बोला था न्यूजवीक. "पृथ्वी पर उच्च सौर और पवन क्षमता वाले अधिकांश क्षेत्रों में ताजे पानी की कमी है।"
यदि हरित हाइड्रोजन के उत्पादन को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाना है तो पानी तक पहुंच एक प्रमुख चिंता का विषय होगा। में एक कागज में संचार प्रकृति, शोधकर्ता बताते हैं कि एक तिहाई से अधिक ग्रह शुष्क या अर्ध-शुष्क है, और पानी की कमी वाले क्षेत्रों और सबसे बड़ी सौर और पवन ऊर्जा क्षमता वाले क्षेत्रों के बीच एक महत्वपूर्ण ओवरलैप है।
हालांकि, सबसे शुष्क जलवायु में भी, हवा में काफी मात्रा में नमी होती है। शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि साहेल रेगिस्तान जैसी जगहों पर भी, सापेक्षिक आर्द्रता अभी भी औसतन लगभग 20 प्रतिशत है। इसलिए उन्होंने हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए इस अप्रयुक्त जल संसाधन का उपयोग करने का एक तरीका खोजने के लिए तैयार किया।
उनके उपकरण में एक जल संचयन इकाई होती है जिसमें पानी को अवशोषित करने वाले तरल में भिगोया हुआ स्पंज होता है जो हवा से नमी खींच सकता है। इस जलाशय के दोनों ओर इलेक्ट्रोड हैं जिन्हें किसी भी अक्षय ऊर्जा स्रोत द्वारा संचालित किया जा सकता है। जब एक करंट सर्किट से चलता है, तो पानी इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से उसके घटक ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं में विभाजित हो जाता है, जिसे तब गैस के रूप में एकत्र किया जा सकता है।
टीम ने दिखाया कि डिवाइस लगातार 12 दिनों तक कुशलता से चल सकता है और 99 प्रतिशत शुद्धता के साथ हाइड्रोजन का उत्पादन करता है। क्या अधिक है, डिवाइस सापेक्ष आर्द्रता में चार प्रतिशत तक काम करना जारी रखता है।
अपनी वास्तविक दुनिया की क्षमता का परीक्षण करने के लिए, टीम ने समानांतर में पांच इलेक्ट्रोलाइजर्स में हेराफेरी की और उन्हें बाहर रखा, जहां वे एक सौर पैनल द्वारा संचालित थे। सेटअप प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन औसतन 745 लीटर (197 गैलन) हाइड्रोजन का उत्पादन करने में सक्षम था।
अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के साइमन बेनेट, समान पर्यावरणीय परिस्थितियों में एक पारंपरिक, पानी से भरे इलेक्ट्रोलाइज़र का उत्पादन करने वाली लगभग आधी राशि है बोला था न्यू साइंटिस्ट, लेकिन नमी पर चलने वाले उपकरण के लिए बुरा नहीं है।
हाइड्रोजन ईंधन का सामना करने वाला एक प्रमुख मुद्दा यह है कि इसे वितरित करने के लिए बुनियादी ढांचा आज के जीवाश्म ईंधन के लिए उपयोग किए जाने वाले बुनियादी ढांचे से बहुत अलग है, जिसमें अक्सर उच्च दबाव और यहां तक कि क्रायोजेनिक भंडारण की आवश्यकता होती है। जैसा कि ली ने बताया न्यूजवीक, इस तरह का एक उपकरण जो हाइड्रोजन को कहीं भी बनाने की अनुमति देता है, उत्पादन को वितरित करने में मदद कर सकता है, जो इनमें से कुछ मुद्दों को हल कर सकता है।
फिलहाल, हालांकि, हरित हाइड्रोजन के लिए सबसे बड़ी बाधा लागत है। जब तक इलेक्ट्रोलाइज़र तकनीक की कीमत कम नहीं हो जाती और अधिक कुशल नहीं हो जाती, तब तक हाइड्रोजन पारंपरिक ईंधन के साथ प्रतिस्पर्धा करने की संभावना नहीं है, चाहे वह पतली हवा से खींचा गया हो या नहीं।
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