जैसे-जैसे दुनिया जीवाश्म ईंधन की चपेट से खुद को निकालने का प्रयास कर रही है, वैज्ञानिक तेजी से ऐसे व्यवहार्य विकल्पों की तलाश कर रहे हैं जो हमें हरित भविष्य में ले जा सकें। इन वैकल्पिक ईंधनों में से एक हाइड्रोजन है।
हाइड्रोजन कार्बन के साथ कार्बनिक जीवन के निर्माण खंडों में से एक है, हालांकि शुद्ध मौलिक हाइड्रोजन का आना मुश्किल है - यह केवल वातावरण में लगभग 0.6 भागों प्रति मिलियन पर मौजूद है। इसलिए एक व्यावहारिक विकल्प होने के लिए औद्योगिक पैमाने पर हाइड्रोजन निर्माण आवश्यक है।
तो, हाइड्रोजन उत्पादन के विभिन्न स्रोत और तरीके क्या हैं? पता लगाने के लिए पढ़ें।
एक बार पृथक होने के बाद, हाइड्रोजन दहन इंजनों, ईंधन कोशिकाओं के लिए ईंधन स्रोत के रूप में और प्राकृतिक गैस हीटिंग के विकल्प के रूप में बहुत आशाजनक है।
जबकि हाइड्रोजन एक रंगहीन गैस है, विभिन्न स्रोतों और उत्पादन प्रक्रियाओं के बीच आसानी से अंतर करने के लिए डायटोमिक हाइड्रोजन के बारे में चर्चा को रंग-कोडित किया गया है। उन्हें औपचारिक रूप से परिभाषित नहीं किया गया है, लेकिन जब उद्योग में स्थिरता को समझने की बात आती है तो वे एक उपयोगी नामकरण होते हैं।
ग्रे हाइड्रोजन वर्तमान में उत्पादन का सबसे आम तरीका है, जो कुल निर्मित हाइड्रोजन का लगभग 50% है। यह प्रक्रिया प्राकृतिक गैस-अर्थात् मीथेन- लेती है और भाप मीथेन सुधार नामक प्रक्रिया में पानी के साथ प्रतिक्रिया करती है। यह प्रतिक्रिया हाइड्रोजन गैस और कार्बन मोनोऑक्साइड पैदा करती है, जिनमें से उत्तरार्द्ध विषाक्त है, इसलिए इसे पानी के साथ प्रतिक्रिया करके पानी-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया के माध्यम से हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन किया जाता है।
उच्च गर्मी वाले वातावरण को बनाए रखने के लिए यह प्रक्रिया बहुत ऊर्जा-गहन है, साथ ही यह कार्बन डाइऑक्साइड की महत्वपूर्ण मात्रा (उत्पादित हाइड्रोजन गैस के प्रत्येक टन के लिए 5-6 टन) का भी उत्पादन करती है।
भूरा और काला हाइड्रोजन वह है जो भूरे और काले कोयले से निकाला जाता है। कोयला गैसीकरण नामक प्रक्रिया में कोयले को भाप और ऑक्सीजन के साथ गर्म किया जाता है, और आंशिक रूप से ऑक्सीकरण करके कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, पानी और हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया जाता है। जहरीले उप-उत्पादों को कम करने के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड को और अधिक प्रतिक्रिया दी जा सकती है।
हाइड्रोजन उत्पादन की यह विधि बिल्कुल ग्रे, ब्राउन और ब्लैक के समान है, जीवाश्म ईंधन फीडस्टॉक्स से बने किसी भी हाइड्रोजन का जिक्र है। हालांकि, प्रतिक्रिया में उत्पन्न कार्बन डाइऑक्साइड को वातावरण में छोड़ने से बचने और जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करने के लिए कब्जा कर लिया गया है। इसे या तो गहरे भूमिगत भंडारित किया जा सकता है (इस उम्मीद में कि यह फिर से जीवाश्म ईंधन बन जाएगा) या अन्य औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है।
ग्रीन हाइड्रोजन अक्सर पानी के इलेक्ट्रोलाइटिक विभाजन के माध्यम से हाइड्रोजन के निर्माण की प्रक्रिया को संदर्भित करता है, जहां बिजली सख्ती से अक्षय ऊर्जा से प्राप्त होती है। यह प्रक्रिया ऑक्सीकरण और कमी प्रक्रियाओं का उपयोग करके पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैसों में विघटित करने के लिए बिजली का उपयोग करती है।
ग्रीन हाइड्रोजन अधिक व्यापक रूप से हाइड्रोजन उत्पादन के किसी भी नवीकरणीय रूप को संदर्भित कर सकता है, जिसमें जीवाश्म ईंधन के विपरीत, बायोमास और जैव ईंधन के गैसीकरण या भाप सुधार शामिल हैं।
जैसा कि यह वर्तमान में खड़ा है, औद्योगिक रूप से उत्पादित हाइड्रोजन का केवल 4% इलेक्ट्रोलिसिस से आता है, और भी एक छोटा प्रतिशत विशुद्ध रूप से नवीकरणीय बिजली स्रोतों के माध्यम से उत्पादित होता है। यह मुख्य रूप से इसलिए है क्योंकि पानी का बंटवारा एक सस्ती प्रक्रिया नहीं है, लेकिन जैसे-जैसे यह अधिक सामान्य हो जाता है, यह लागत गैस और पेट्रोलियम के बराबर हो जाती है।
पीला हाइड्रोजन हरे हाइड्रोजन का एक कम विशिष्ट रूप है, जिसमें इसका उपयोग बिजली के किसी भी स्रोत का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से पानी के विभाजन का वर्णन करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग कभी-कभी सौर-संचालित इलेक्ट्रोलिसिस को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है, लेकिन इसमें विद्युत शक्ति के अन्य स्रोत भी शामिल हो सकते हैं जैसे हवा, जलविद्युत, या जीवाश्म ईंधन का जलना।
गुलाबी या लाल हाइड्रोजन के रूप में भी जाना जाता है, यह फिर से पानी के विभाजन से हाइड्रोजन बनाने के लिए एक हाइड्रोलाइटिक प्रक्रिया है। हालाँकि, यह विशेष रूप से बिजली को संदर्भित करता है जो परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में परमाणु विखंडन के माध्यम से उत्पन्न होती है। जबकि यह कार्बन डाइऑक्साइड जैसी ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन नहीं करता है, परमाणु कचरे से जुड़े अन्य पर्यावरणीय प्रभाव भी हैं।
ग्रे हाइड्रोजन की तरह, यह विधि प्राकृतिक गैस को अपने फीडस्टॉक के रूप में उपयोग करती है। हालांकि, भाप सुधार के बजाय, मीथेन को गर्म किया जाता है, इसलिए यह हाइड्रोजन गैस और ठोस कार्बन (कार्बन डाइऑक्साइड के विपरीत) में थर्मल रूप से विघटित हो जाता है। यह ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के संबंध में पर्यावरण के अनुकूल है, हालांकि मीथेन को पर्याप्त रूप से गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा (केवल 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक) विघटित नहीं होगी।
यह दुर्लभ प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले भूवैज्ञानिक हाइड्रोजन का जिक्र करते हुए हाइड्रोजन के कम ज्ञात रंगों में से एक है। यह आमतौर पर जीवाश्म ईंधन शोधन के उप-उत्पाद के रूप में निकाला जाता है।
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