ايندڙ نسل توانائي هائڊروجن بابت

اسان متعارف ڪنداسين "هائيڊروجن"، توانائي جو ايندڙ نسل جيڪو ڪاربن غير جانبدار آهي. هائيڊروجن ٽن قسمن ۾ ورهايل آهي: ”گرين هائيڊروجن“، ”نيرو هائيڊروجن“ ۽ ”گري هائيڊروجن“، جن مان هر هڪ جي پيداوار جو طريقو مختلف آهي. اسان پڻ وضاحت ڪنداسين هر هڪ پيداوار جو طريقو، جسماني ملڪيت عناصر طور، اسٽوريج / نقل و حمل جي طريقن، ۽ استعمال جا طريقا. ۽ مان پڻ متعارف ڪندس ڇو ته اهو ايندڙ نسل غالب توانائي جو ذريعو آهي.

گرين هائيڊروجن پيدا ڪرڻ لاءِ پاڻي جو اليڪٽرولائيزس

جڏهن هائيڊروجن استعمال ڪيو وڃي، اهو ضروري آهي ته "هائڊروجن پيدا ڪريو" بهرحال. سڀ کان آسان طريقو آهي "اليڪٽرولائيز پاڻي". ٿي سگهي ٿو ته توهان گريڊ اسڪول سائنس ۾ ڪيو. بيکر کي پاڻي سان ڀريو ۽ پاڻيء ۾ اليڪٽرروڊس. جڏهن هڪ بيٽري اليڪٽرروڊس سان ڳنڍجي ٿي ۽ توانائي ڏني وڃي ٿي، پاڻي ۽ هر اليڪٽرروڊ ۾ هيٺيان رد عمل ٿين ٿا.
ڪيٿوڊ تي، ايڇ + ۽ اليڪٽران گڏ ڪري هائڊروجن گئس پيدا ڪن ٿا، جڏهن ته انوڊ آڪسيجن پيدا ڪري ٿو. اڃان تائين، اهو طريقو اسڪول سائنس جي تجربن لاءِ ٺيڪ آهي، پر صنعتي طور تي هائڊروجن پيدا ڪرڻ لاءِ، وڏي پيماني تي پيداوار لاءِ موزون ڪارائتو ميکانيزم تيار ڪرڻو پوندو. اهو آهي "پوليمر اليڪٽرولائيٽ جھلي (PEM) اليڪٽرروليسس".
هن طريقي ۾، هڪ پوليمر سيميپرميبل جھلي جيڪا هائيڊروجن آئنز جي گذرڻ جي اجازت ڏئي ٿي انوڊ ۽ ڪيٿوڊ جي وچ ۾ سينڊوچ ٿيل آهي. جڏهن ڊوائيس جي انوڊ ۾ پاڻي ڀريو ويندو آهي، اليڪٽرولائسز ذريعي پيدا ٿيندڙ هائڊروجن آئنز هڪ نيم پرميبل جھلي ذريعي ڪيٿوڊ ڏانهن منتقل ٿيندا آهن، جتي اهي سالم هائڊروجن بڻجي ويندا آهن. ٻئي طرف، آڪسيجن آئنز سيميپرميبل جھلي مان گذري نٿا سگهن ۽ انوڊ ۾ آڪسيجن انوول بڻجي وڃن ٿا.
الڪائن واٽر اليڪٽرولائيزيشن ۾ پڻ، توهان هائيڊروجن ۽ آڪسيجن ٺاهيندا آهيو انوڊ ۽ ڪيٿوڊ کي الڳ ڪري هڪ جدا ڪندڙ ذريعي جنهن مان صرف هائيڊروڪسائيڊ آئنز گذري سگهن ٿا. ان کان سواء، صنعتي طريقا موجود آهن جيئن ته تيز-پد حرارت ٻاڦ electrolysis.
انهن عملن کي وڏي پيماني تي انجام ڏيڻ سان، وڏي مقدار ۾ هائيڊروجن حاصل ڪري سگهجي ٿو. ان عمل ۾، آڪسيجن جو هڪ اهم مقدار پڻ پيدا ٿئي ٿو (هائڊروجن جو اڌ مقدار پيدا ٿئي ٿو)، ته جيئن فضا ۾ ڇڏڻ جي صورت ۾ ان جو ڪو به خراب ماحولياتي اثر نه پوندو. بهرحال، اليڪٽرولائيزيشن کي تمام گهڻي بجلي جي ضرورت آهي، تنهنڪري ڪاربان آزاد هائيڊروجن پيدا ڪري سگهجي ٿي جيڪڏهن اها بجلي سان پيدا ٿئي ٿي جيڪا فوسل فيول استعمال نه ڪري، جهڙوڪ ونڊ ٽربائن ۽ سولر پينل.
توهان حاصل ڪري سگهو ٿا "گرين هائيڊروجن" صاف توانائي استعمال ڪندي پاڻي اليڪٽرولائيز ڪندي.

هن سائي هائيڊروجن جي وڏي پيماني تي پيداوار لاء هڪ هائيڊروجن جنريٽر پڻ آهي. Electrolyzer سيڪشن ۾ PEM استعمال ڪندي، هائيڊروجن مسلسل پيدا ڪري سگهجي ٿو.

بليو هائڊروجن فوسل فيول مان ٺهيل آهي

سو، هائڊروجن ٺاهڻ جا ٻيا ڪهڙا طريقا آهن؟ هائيڊروجن فوسل ايندھن ۾ موجود آھي جھڙوڪ قدرتي گئس ۽ ڪوئلي ۾ پاڻي کان سواءِ ٻيون شيون. مثال طور، ميٿين (CH4) تي غور ڪريو، قدرتي گئس جو بنيادي حصو. هتي چار هائيڊروجن ايٽم آهن. توهان هائيڊروجن حاصل ڪري سگهو ٿا هن هائيڊروجن کي ٻاهر ڪڍڻ سان.
انهن مان هڪ هڪ عمل آهي جنهن کي "اسٽيم ميٿين ريفارمنگ" سڏيو ويندو آهي جيڪو ٻاڦ استعمال ڪندو آهي. هن طريقي جو ڪيميائي فارمولا هن ريت آهي.
جيئن توهان ڏسي سگهو ٿا، ڪاربان مونو آڪسائيڊ ۽ هائيڊروجن هڪ واحد ميٿين انو مان ڪڍي سگهجي ٿو.
هن طريقي سان، هائڊروجن کي پروسيس ذريعي پيدا ڪري سگهجي ٿو جهڙوڪ "باغ سڌارڻ" ۽ "پائروليسس" قدرتي گئس ۽ ڪوئلي جي. "بليو هائيڊروجن" هن طريقي سان پيدا ٿيندڙ هائيڊروجن ڏانهن اشارو ڪري ٿو.
انهي صورت ۾، جڏهن ته، ڪاربان مونو آڪسائيڊ ۽ ڪاربان ڊاء آڪسائيڊ پيداوار جي طور تي پيدا ڪيا ويا آهن. تنهن ڪري توهان کي انهن کي ٻيهر استعمال ڪرڻو پوندو ان کان اڳ جو اهي فضا ۾ ڇڏيا وڃن. پيداوار جي ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ، جيڪڏهن حاصل نه ڪئي وڃي ته، هائيڊروجن گئس بڻجي وڃي ٿي، جنهن کي ”گري هائيڊروجن“ چيو وڃي ٿو.

هائيڊروجن ڪهڙي قسم جو عنصر آهي؟

هائيڊروجن جو ايٽمي نمبر 1 آهي ۽ اهو پهريون عنصر آهي جيڪو دورانياتي جدول تي آهي.
ايٽم جو تعداد ڪائنات ۾ سڀ کان وڏو آهي، ڪائنات جي سڀني عنصرن جو تقريباً 90 سيڪڙو آهي. پروٽان ۽ اليڪٽران تي مشتمل سڀ کان ننڍو ائٽم هائيڊروجن ايٽم آهي.
هائيڊروجن وٽ ٻه آئسوٽوپس آهن جيڪي نيوٽرانن سان ڳنڍيل آهن. هڪ نيوٽران بانڊڊ ”ڊيوٽريم“ ۽ ٻه نيوٽران بانڊڊ ”ٽريٽيم“. اهي فيوزن پاور پيداوار لاء پڻ مواد آهن.
سج جهڙي تاري جي اندر، هائيڊروجن کان هيليم تائين ايٽمي فيوزن ٿي رهيو آهي، جيڪو ستاري جي چمڪائڻ لاءِ توانائي جو ذريعو آهي.
تنهن هوندي به، هائيڊروجن گهٽ ۾ گهٽ ڌرتيء تي هڪ گئس جي طور تي موجود آهي. هائيڊروجن ٻين عناصر جهڙوڪ پاڻي، ميٿين، امونيا ۽ ايٿانول سان گڏ مرکبات ٺاهي ٿو. جيئن ته هائيڊروجن هڪ هلڪو عنصر آهي، ان ڪري جيئن گرمي پد وڌندو آهي، تيئن تيئن هائيڊروجن ماليڪيولز جي حرڪت جي رفتار وڌي ويندي آهي، ۽ زمين جي ڪشش ثقل کان ٻاهرئين خلا ڏانهن نڪري ويندي آهي.

هائيڊروجن ڪيئن استعمال ڪجي؟ Combustion ذريعي استعمال ڪريو

پوءِ، ”هائڊروجن“، جنهن سڄي دنيا جي توجه کي ايندڙ نسل جي توانائيءَ جي ذريعن طور استعمال ڪيو آهي، ڪيئن استعمال ڪجي؟ اهو ٻن مکيه طريقن ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي: "combustion" ۽ "fuel cell". اچو ته ”برن“ جي استعمال سان شروع ڪريون.
استعمال ٿيل دوائن جا ٻه مکيه قسم آهن.
پهريون راڪيٽ ايندھن وانگر آهي. جپان جو H-IIA راڪيٽ هائيڊروجن گيس استعمال ڪري ٿو ”مائع هائيڊروجن“ ۽ ”مائع آڪسيجن“ جيڪو پڻ ٻارڻ جي طور تي هڪ cryogenic حالت ۾ آهي. اهي ٻئي گڏيل آهن، ۽ ان وقت پيدا ٿيندڙ گرمي توانائي خلا ۾ اڏامندڙ پاڻيءَ جي ماليڪيولز جي انجڻ کي تيز ڪري ٿي. بهرحال، ڇاڪاڻ ته اهو هڪ ٽيڪنالاجي طور ڏکيو انجڻ آهي، جاپان کان سواء، صرف آمريڪا، يورپ، روس، چين ۽ هندستان هن ايندھن کي ڪاميابي سان گڏ ڪيو آهي.
ٻيو آهي طاقت جي پيداوار. گئس ٽربائن پاور جنريشن پڻ توانائي پيدا ڪرڻ لاءِ هائيڊروجن ۽ آڪسيجن کي گڏ ڪرڻ جو طريقو استعمال ڪندي آهي. ٻين لفظن ۾، اهو هڪ طريقو آهي جيڪو هائيڊروجن پاران پيدا ٿيندڙ حرارتي توانائي کي ڏسڻ ۾ اچي ٿو. حرارتي پاور پلانٽس ۾، ڪوئلي، تيل ۽ قدرتي گئس کي ساڙڻ جي گرمي ٻاڦ پيدا ڪري ٿي جيڪا ٽربائن کي هلائي ٿو. جيڪڏهن هائڊروجن کي گرميءَ جو ذريعو طور استعمال ڪيو وڃي ته پاور پلانٽ ڪاربان غير جانبدار هوندو.

هائيڊروجن ڪيئن استعمال ڪجي؟ هڪ ٻارڻ سيل طور استعمال ڪيو

هائيڊروجن کي استعمال ڪرڻ جو ٻيو طريقو هڪ ايندھن جي سيل جي طور تي آهي، جيڪو هائيڊروجن کي سڌو سنئون بجلي ۾ تبديل ڪري ٿو. خاص طور تي، ٽويوٽا جاپان ۾ اليڪٽرڪ گاڏين (EVs) جي بدران هائڊروجن ايندھن سان ڀريل گاڏين کي گئسولين گاڏين جي متبادل طور تي گلوبل وارمنگ جي خلاف قدمن جي حصي طور ڌيان ڇڪايو آهي.
خاص طور تي، اسان ريورس پروسيس ڪري رهيا آهيون جڏهن اسان "گرين هائيڊروجن" جي پيداوار جو طريقو متعارف ڪرايو. ڪيميائي فارمولا هن ريت آهي.
هائيڊروجن بجلي پيدا ڪرڻ وقت پاڻي (گرم پاڻي يا ٻاڦ) پيدا ڪري سگهي ٿي، ۽ ان جو اندازو لڳائي سگهجي ٿو ڇاڪاڻ ته اهو ماحول تي بوجھ نٿو وجهي. ٻئي طرف، هن طريقي ۾ 30-40٪ جي نسبتا گھٽ توانائي جي پيداوار جي ڪارڪردگي آهي، ۽ پلاٽينم کي هڪ ڪيٽيليسٽ جي ضرورت آهي، اهڙيء طرح وڌندڙ قيمتن جي ضرورت آهي.
في الحال، اسان پوليمر اليڪٽرولائيٽ فيول سيلز (PEFC) ۽ فاسفورڪ ايسڊ فيول سيلز (PAFC) استعمال ڪري رهيا آهيون. خاص طور تي، ايندھن سيل گاڏيون PEFC استعمال ڪندا آھن، تنھنڪري اھو مستقبل ۾ پکڙجڻ جي اميد ڪري سگھجي ٿو.

ڇا هائيڊروجن اسٽوريج ۽ ٽرانسپورٽ محفوظ آهي؟

هينئر تائين، اسان سوچيو ٿا ته توهان سمجهي رهيا آهيو ته هائيڊروجن گيس ڪيئن ٺاهيو ۽ استعمال ڪيو وڃي. پوء توهان هن هائيڊروجن کي ڪيئن ذخيرو ڪندا آهيو؟ توهان ان کي ڪيئن حاصل ڪري سگهو ٿا جتي توهان کي ضرورت آهي؟ ان وقت سيڪيورٽي بابت ڇا؟ اسان وضاحت ڪنداسين.
حقيقت ۾، هائيڊروجن پڻ هڪ تمام خطرناڪ عنصر آهي. 20 صدي جي شروعات ۾، اسان گببارن، غبارن ۽ هوائي جهازن کي آسمان ۾ ترڻ لاء هائڊروجن کي گيس طور استعمال ڪيو ڇاڪاڻ ته اهو تمام روشن هو. بهرحال، 6 مئي، 1937 تي، نيو جرسي، آمريڪا ۾، "ايئر شپ ھندنبرگ ڌماڪو" ٿيو.
حادثي کان وٺي، وڏي پيماني تي تسليم ڪيو ويو آهي ته هائيڊروجن گيس خطرناڪ آهي. خاص طور تي جڏهن اها باهه لڳندي آهي، اهو آڪسيجن سان زوردار ڌماڪو ڪندو. تنهن ڪري، "آڪسيجن کان پري رکو" يا "گرمي کان پري رکو" ضروري آهي.
انهن قدمن کي کڻڻ کان پوء، اسان هڪ شپنگ جو طريقو کڻي آيا آهيون.
هائيڊروجن ڪمري جي حرارت تي هڪ گئس آهي، تنهن ڪري جيتوڻيڪ اهو اڃا تائين هڪ گئس آهي، اهو تمام وڏو آهي. پهريون طريقو اهو آهي ته هاء پريشر کي لاڳو ڪيو وڃي ۽ سلنڈر وانگر دٻايو وڃي جڏهن ڪاربونيٽيڊ مشروبات ٺاهيو وڃي. هڪ خاص هاء پريشر ٽينڪ تيار ڪريو ۽ ان کي تيز دٻاء جي حالتن هيٺ ذخيرو ڪريو جهڙوڪ 45Mpa.
ٽويوٽا، جيڪو ايندھن جي سيل گاڏين (FCV) کي ترقي ڪري ٿو، ھڪڙي رين هاء پريشر ھائڊروجن ٽينڪ کي ترقي ڪري رھيو آھي جيڪو 70 MPa پريشر کي برداشت ڪري سگھي ٿو.
ٻيو طريقو اهو آهي ته -253°C تي ٿڌو ڪيو وڃي ته جيئن مائع هائيڊروجن ٺاهيو وڃي، ۽ ان کي خاص گرميءَ جي موصلي ٽينڪن ۾ ذخيرو ۽ ٽرانسپورٽ ڪيو وڃي. ايل اين جي (مائع ٿيل قدرتي گئس) وانگر جڏهن قدرتي گئس ٻاهرين ملڪ مان درآمد ڪئي ويندي آهي، هائيڊروجن کي نقل و حمل دوران مائع ڪيو ويندو آهي، ان جي مقدار کي گهٽائي 1/800 ان جي گيس واري حالت تائين. 2020 ۾، اسان مڪمل ڪيو دنيا جو پهريون مائع هائڊروجن ڪيريئر. بهرحال، اهو طريقو فيول سيل گاڏين لاءِ مناسب ناهي ڇو ته ان کي ٿڌو ڪرڻ لاءِ تمام گهڻي توانائي جي ضرورت آهي.
اهڙي طرح ٽينڪن ۾ اسٽوريج ۽ شپنگ جو طريقو آهي، پر اسان هائڊروجن اسٽوريج جا ٻيا طريقا پڻ ٺاهي رهيا آهيون.
اسٽوريج جو طريقو هائيڊروجن اسٽوريج مصر استعمال ڪرڻ آهي. هائيڊروجن وٽ ڌاتو ۾ داخل ٿيڻ ۽ انهن کي خراب ڪرڻ جي ملڪيت آهي. هي هڪ ترقياتي ٽپ آهي جيڪو آمريڪا ۾ 1960 ۾ ترقي ڪئي وئي هئي. جي جي ريلي وغيره. تجربا ڏيکاريا ويا آهن ته هائيڊروجن کي ذخيرو ڪري سگهجي ٿو ۽ ميگنيشيم ۽ وينڊيم جي هڪ مصرع کي استعمال ڪندي جاري ڪري سگهجي ٿو.
ان کان پوء، هن ڪاميابيء سان هڪ مادو پيدا ڪيو، جهڙوڪ پيليڊيم، جيڪو هائيڊروجن کي پنهنجي مقدار کان 935 ڀيرا جذب ڪري سگهي ٿو.
هن مصرع کي استعمال ڪرڻ جو فائدو اهو آهي ته اهو هائيڊروجن جي رسي واري حادثن کي روڪي سگهي ٿو (خاص طور تي ڌماڪي جي حادثن). تنهن ڪري، اهو محفوظ طور تي ذخيرو ۽ ٽرانسپورٽ ڪري سگهجي ٿو. تنهن هوندي، جيڪڏهن توهان محتاط نه آهيو ۽ ان کي غلط ماحول ۾ ڇڏي ڏيو، هائيڊروجن اسٽوريج اللوز وقت سان گڏ هائڊروجن گيس کي آزاد ڪري سگھن ٿا. خير، هڪ ننڍڙي چمڪ به هڪ ڌماڪي جي حادثي جو سبب بڻجي سگهي ٿي، تنهنڪري محتاط رهو.
اهو پڻ نقصان آهي ته بار بار هائيڊروجن جذب ۽ desorption ڀڃ ڊاهه جو سبب بڻجي ٿو ۽ هائيڊروجن جذب جي شرح کي گهٽائي ٿو.
ٻيو پائپ استعمال ڪرڻ آهي. اتي هڪ شرط آهي ته پائپن جي ڀڃڪڙي کي روڪڻ لاءِ اهو غير دٻجي وڃڻ ۽ گهٽ دٻاءُ وارو هجڻ گهرجي، پر فائدو اهو آهي ته موجوده گئس پائپ استعمال ڪري سگهجن ٿيون. ٽوڪيو گيس Harumi FLAG تي تعميراتي ڪم ڪيو، شهر جي گئس پائيپ لائينن کي استعمال ڪندي هائڊروجن کي ايندھن جي سيلز کي فراهم ڪرڻ لاء.

مستقبل جو سماج هائيڊروجن انرجي پاران ٺاهيل آهي

آخر ۾، اچو ته غور ڪريون ته هائيڊروجن سماج ۾ ڪهڙو ڪردار ادا ڪري سگهي ٿو.
وڌيڪ اهم ڳالهه ته اسان ڪاربان کان پاڪ سماج کي فروغ ڏيڻ چاهيون ٿا، اسان هائيڊروجن استعمال ڪريون ٿا بجلي پيدا ڪرڻ جي بجاءِ گرمي توانائي جي طور تي.
وڏن تھرمل پاور پلانٽس جي بدران، ڪجھ گھرن سسٽم متعارف ڪرايو آھي جهڙوڪ ENE-FARM، جيڪي قدرتي گئس کي سڌارڻ سان حاصل ڪيل ھائيڊروجن کي استعمال ڪن ٿا گھربل بجلي پيدا ڪرڻ لاء. بهرحال، اهو سوال رهي ٿو ته سڌارن واري عمل جي ضمني شين سان ڇا ڪجي.

مستقبل ۾، جيڪڏهن خود هائڊروجن جي گردش وڌي ٿي، جهڙوڪ هائڊروجن ريفيولنگ ​​اسٽيشنن جو تعداد وڌائڻ، اهو ڪاربن ڊاءِ آڪسائيڊ جي اخراج کان سواءِ بجلي استعمال ڪرڻ ممڪن ٿيندو. بجلي گرين هائڊروجن پيدا ڪري ٿي، يقينا، ان ڪري اهو سج جي روشني يا واء مان پيدا ٿيندڙ بجلي استعمال ڪري ٿو. اليڪٽرولائيزيشن لاءِ استعمال ٿيندڙ طاقت کي بجلي پيدا ڪرڻ جي مقدار کي دٻائڻ يا ري چارج ڪرڻ واري بيٽري کي چارج ڪرڻ جي طاقت هجڻ گهرجي جڏهن قدرتي توانائي کان اضافي طاقت هجي. ٻين لفظن ۾، هائيڊروجن ساڳئي پوزيشن ۾ آهي جيئن ريچارجبل بيٽري. جيڪڏهن ائين ٿئي ٿو، آخرڪار اهو ممڪن ٿيندو ته حرارتي بجلي جي پيداوار کي گهٽائڻ. اهو ڏينهن جڏهن اندروني ڪمبشن انجڻ ڪارن مان غائب ٿي وڃي ته تيزيءَ سان ويجهو اچي رهيو آهي.

هائيڊروجن ٻئي رستي ذريعي به حاصل ڪري سگهجي ٿي. حقيقت ۾، هائيڊروجن اڃا تائين ڪاسٽڪ سوڊ جي پيداوار جي پيداوار آهي. ٻين شين مان، اهو لوهه سازي ۾ ڪوڪ جي پيداوار جو هڪ ضمني پيداوار آهي. جيڪڏهن توهان هن هائيڊروجن کي ورهائڻ ۾ وجهي سگهو ٿا، توهان کي ڪيترائي ذريعا حاصل ڪرڻ جي قابل هوندا. هن طريقي سان پيدا ٿيندڙ هائيڊروجن گئس پڻ هائيڊروجن اسٽيشنن ذريعي فراهم ڪئي ويندي آهي.

اچو ته مستقبل ۾ وڌيڪ ڏسو. گم ٿيل توانائي جي مقدار پڻ ٽرانسميشن جي طريقي سان هڪ مسئلو آهي جيڪو بجلي جي فراهمي لاء تار استعمال ڪندو آهي. تنهن ڪري، مستقبل ۾، اسان پائپ لائنن ذريعي پهچائي هائڊروجن کي استعمال ڪنداسين، جيئن ڪاربونڪ ايسڊ ٽينڪ ڪاربونيٽيڊ مشروبات ٺاهڻ ۾ استعمال ٿيندا آهن، ۽ هر گهر لاء بجلي پيدا ڪرڻ لاء گهر ۾ هڪ هائڊروجن ٽينڪ خريد ڪندا. موبائيل ڊيوائسز جيڪي ھائيڊروجن بيٽرين تي ھلنديون آھن عام ٿي رھيون آھن. اهڙي مستقبل کي ڏسڻ لاء دلچسپ ٿيندو.