ايندڙ نسل جي توانائي هائيڊروجن بابت

اسين "هائيڊروجن" متعارف ڪرائينداسين، ايندڙ نسل جي توانائي جيڪا ڪاربن غير جانبدار آهي. هائيڊروجن کي ٽن قسمن ۾ ورهايو ويو آهي: "گرين هائيڊروجن"، "نيرو هائيڊروجن" ۽ "گرين هائيڊروجن"، جن مان هر هڪ جو پيداوار جو طريقو مختلف آهي. اسين هر هڪ جي پيداوار جي طريقي، عنصرن جي طور تي جسماني ملڪيت، اسٽوريج/ٽرانسپورٽ جا طريقا، ۽ استعمال جا طريقا پڻ بيان ڪنداسين. ۽ مان اهو پڻ متعارف ڪرائيندس ته اهو ايندڙ نسل جو غالب توانائي ذريعو ڇو آهي.

سائي هائيڊروجن پيدا ڪرڻ لاءِ پاڻي جو اليڪٽرولائيزيشن

هائيڊروجن استعمال ڪرڻ وقت، اهو ضروري آهي ته ڪنهن به طرح "هائيڊروجن پيدا ڪيو" وڃي. سڀ کان آسان طريقو "پاڻي کي اليڪٽرولائيز" ڪرڻ آهي. شايد توهان گريڊ اسڪول سائنس ۾ ڪيو هوندو. بيڪر کي پاڻي سان ڀريو ۽ پاڻي ۾ اليڪٽروڊ. جڏهن هڪ بيٽري کي اليڪٽروڊ سان ڳنڍيو ويندو آهي ۽ توانائي ڏني ويندي آهي، ته پاڻي ۽ هر اليڪٽروڊ ۾ هيٺيان رد عمل ٿيندا آهن.
ڪيٿوڊ تي، H+ ۽ اليڪٽران گڏجي هائيڊروجن گئس پيدا ڪن ٿا، جڏهن ته اينوڊ آڪسيجن پيدا ڪري ٿو. تڏهن به، هي طريقو اسڪول جي سائنس جي تجربن لاءِ ٺيڪ آهي، پر صنعتي طور تي هائيڊروجن پيدا ڪرڻ لاءِ، وڏي پيماني تي پيداوار لاءِ موزون ڪارآمد ميڪانيزم تيار ڪرڻ گهرجن. اهو آهي "پوليمر اليڪٽرولائيٽ ميمبرين (PEM) اليڪٽرولائيزيشن".
هن طريقي ۾، هڪ پوليمر سيمي پارميبل جھلي جيڪا هائيڊروجن آئنز جي گذرڻ جي اجازت ڏئي ٿي، هڪ اينوڊ ۽ ڪيٿوڊ جي وچ ۾ سينڊوچ ڪئي وئي آهي. جڏهن ڊوائيس جي اينوڊ ۾ پاڻي ڀريو ويندو آهي، ته اليڪٽروليسس ذريعي پيدا ٿيندڙ هائيڊروجن آئن هڪ سيمي پارميبل جھلي ذريعي ڪيٿوڊ ڏانهن منتقل ٿين ٿا، جتي اهي ماليڪيولر هائيڊروجن بڻجي ويندا آهن. ٻئي طرف، آڪسيجن آئن سيمي پارميبل جھلي مان گذري نه ٿا سگهن ۽ اينوڊ تي آڪسيجن ماليڪيول بڻجي وڃن ٿا.
الڪلين واٽر اليڪٽرولائيزيشن ۾، توهان اينوڊ ۽ ڪيٿوڊ کي هڪ جدا ڪندڙ ذريعي الڳ ڪري هائيڊروجن ۽ آڪسيجن ٺاهيندا آهيو جنهن مان صرف هائيڊرو آڪسائيڊ آئن گذري سگهن ٿا. ان کان علاوه، صنعتي طريقا آهن جهڙوڪ اعليٰ درجه حرارت واري ٻاڦ اليڪٽرولائيزيشن.
وڏي پيماني تي انهن عملن کي انجام ڏيڻ سان، وڏي مقدار ۾ هائيڊروجن حاصل ڪري سگهجي ٿو. هن عمل ۾، آڪسيجن جي هڪ اهم مقدار پڻ پيدا ٿئي ٿي (پيدا ٿيندڙ هائيڊروجن جي اڌ مقدار)، ته جيئن فضا ۾ ڇڏڻ تي ان جو ڪو به منفي ماحولياتي اثر نه پوي. بهرحال، اليڪٽرولائيزيشن لاءِ تمام گهڻي بجلي جي ضرورت هوندي آهي، تنهن ڪري ڪاربان فري هائيڊروجن پيدا ڪري سگهجي ٿي جيڪڏهن اها بجلي سان پيدا ڪئي وڃي جيڪا فوسل ايندھن استعمال نه ڪري، جهڙوڪ ونڊ ٽربائن ۽ سولر پينل.
توهان صاف توانائي استعمال ڪندي پاڻي کي اليڪٽرولائيز ڪري "گرين هائيڊروجن" حاصل ڪري سگهو ٿا.

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

نيرو هائيڊروجن فوسل ايندھن مان ٺهيل آهي

تنهن ڪري، هائيڊروجن ٺاهڻ جا ٻيا ڪهڙا طريقا آهن؟ هائيڊروجن فوسل ايندھن جهڙوڪ قدرتي گئس ۽ ڪوئلي ۾ پاڻي کان سواءِ ٻين مادن جي طور تي موجود آهي. مثال طور، قدرتي گئس جو مکيه جزو ميٿين (CH4) تي غور ڪريو. هتي چار هائيڊروجن ايٽم آهن. توهان هن هائيڊروجن کي ٻاهر ڪڍي هائيڊروجن حاصل ڪري سگهو ٿا.
انهن مان هڪ عمل "اسٽيم ميٿين ريفارمنگ" آهي جيڪو ٻاڦ استعمال ڪندو آهي. هن طريقي جو ڪيميائي فارمولو هن ريت آهي.
جيئن توهان ڏسي سگهو ٿا، ڪاربان مونو آڪسائيڊ ۽ هائيڊروجن هڪ واحد ميٿين ماليڪيول مان ڪڍي سگهجن ٿا.
هن طريقي سان، هائيڊروجن قدرتي گئس ۽ ڪوئلي جي "اسٽيم ريفارمنگ" ۽ "پائروليسس" جهڙن عملن ذريعي پيدا ڪري سگهجي ٿو. "نيرو هائيڊروجن" هن طريقي سان پيدا ٿيندڙ هائيڊروجن کي ظاهر ڪري ٿو.
جڏهن ته، هن صورت ۾، ڪاربان مونو آڪسائيڊ ۽ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ ضمني شين جي طور تي پيدا ٿين ٿا. تنهن ڪري توهان کي انهن کي فضا ۾ ڇڏڻ کان اڳ ري سائيڪل ڪرڻو پوندو. ضمني پيداوار ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ، جيڪڏهن بحال نه ٿئي، ته هائيڊروجن گئس بڻجي ويندي آهي، جنهن کي "گرين هائيڊروجن" سڏيو ويندو آهي.

هائيڊروجن ڪهڙي قسم جو عنصر آهي؟

هائيڊروجن جو ايٽمي نمبر 1 آهي ۽ اهو دوراني جدول تي پهريون عنصر آهي.
ڪائنات ۾ ايٽمن جو تعداد سڀ کان وڏو آهي، جيڪو ڪائنات جي سڀني عنصرن جو تقريباً 90 سيڪڙو آهي. پروٽان ۽ اليڪٽران تي مشتمل سڀ کان ننڍو ايٽم هائيڊروجن ايٽم آهي.
هائيڊروجن ۾ ٻہ آئسوٽوپس آهن جن ۾ نيوٽران نيوڪليس سان ڳنڍيل آهن. هڪ نيوٽران سان ڳنڍيل "ڊيوٽيريم" ۽ ٻه نيوٽران سان ڳنڍيل "ٽريٽيم". اهي فيوزن پاور جنريشن لاءِ پڻ مواد آهن.
سج جهڙي تاري جي اندر، هائيڊروجن کان هيليم تائين نيوڪليئر فيوزن ٿي رهيو آهي، جيڪو تاري جي چمڪ لاءِ توانائي جو ذريعو آهي.
جڏهن ته، هائيڊروجن زمين تي گئس جي طور تي تمام گهٽ موجود آهي. هائيڊروجن ٻين عنصرن جهڙوڪ پاڻي، ميٿين، امونيا ۽ ايٿانول سان گڏ مرڪب ٺاهيندو آهي. جيئن ته هائيڊروجن هڪ هلڪو عنصر آهي، جيئن گرمي پد وڌي ٿو، هائيڊروجن جي ماليڪيولن جي حرڪت جي رفتار وڌي ٿي، ۽ زمين جي ڪشش ثقل کان ٻاهر خلا ۾ فرار ٿي وڃي ٿي.

هائيڊروجن ڪيئن استعمال ڪجي؟ ٻرڻ ذريعي استعمال ڪريو

پوءِ، "هائيڊروجن"، جيڪو ايندڙ نسل جي توانائي جي ذريعن جي طور تي دنيا جي ڌيان کي ڇڪايو آهي، ڪيئن استعمال ڪيو ويندو آهي؟ اهو ٻن مکيه طريقن سان استعمال ٿيندو آهي: "ڪمبشن" ۽ "فيول سيل". اچو ته "برن" جي استعمال سان شروع ڪريون.
باهه لڳائڻ جا ٻه مکيه قسم استعمال ٿين ٿا.
پهريون راڪيٽ ايندھن جي طور تي آهي. جاپان جو H-IIA راڪيٽ هائيڊروجن گئس "مائع هائيڊروجن" ۽ "مائع آڪسيجن" کي ايندھن جي طور تي استعمال ڪري ٿو جيڪو پڻ ڪرائيوجينڪ حالت ۾ آهي. اهي ٻئي گڏ ٿيل آهن، ۽ ان وقت پيدا ٿيندڙ گرمي توانائي پيدا ٿيندڙ پاڻي جي ماليڪيولن جي انجڻ کي تيز ڪري ٿي، خلا ۾ اڏامندي. جڏهن ته، ڇاڪاڻ ته اهو هڪ ٽيڪنيڪل طور تي ڏکيو انجن آهي، جاپان کان سواءِ، صرف آمريڪا، يورپ، روس، چين ۽ هندستان ڪاميابي سان هن ايندھن کي گڏ ڪيو آهي.
ٻيو بجلي جي پيداوار آهي. گئس ٽربائن بجلي جي پيداوار توانائي پيدا ڪرڻ لاءِ هائيڊروجن ۽ آڪسيجن کي گڏ ڪرڻ جو طريقو پڻ استعمال ڪري ٿي. ٻين لفظن ۾، اهو هڪ طريقو آهي جيڪو هائيڊروجن مان پيدا ٿيندڙ حرارتي توانائي کي ڏسندو آهي. حرارتي بجلي گهرن ۾، ڪوئلي، تيل ۽ قدرتي گئس کي ساڙڻ جي گرمي ٻاڦ پيدا ڪري ٿي جيڪا ٽربائن کي هلائي ٿي. جيڪڏهن هائيڊروجن کي گرمي جي ذريعن طور استعمال ڪيو وڃي ته پاور پلانٽ ڪاربن غير جانبدار هوندو.

هائيڊروجن ڪيئن استعمال ڪجي؟ ٻارڻ جي سيل طور استعمال ڪيو ويندو آهي

هائيڊروجن استعمال ڪرڻ جو ٻيو طريقو فيول سيل جي طور تي آهي، جيڪو هائيڊروجن کي سڌو سنئون بجلي ۾ تبديل ڪري ٿو. خاص طور تي، ٽويوٽا جاپان ۾ ڌيان ڇڪايو آهي ته جيئن بجلي وارين گاڏين (EVs) جي بدران هائيڊروجن ايندھن سان هلندڙ گاڏين کي گئسولين گاڏين جي متبادل طور تي گلوبل وارمنگ جي جوابي قدمن جي حصي طور پيش ڪيو وڃي.
خاص طور تي، جڏهن اسان "گرين هائيڊروجن" جي پيداوار جو طريقو متعارف ڪرايو ٿا ته اسان ان جي ابتڙ عمل ڪري رهيا آهيون. ڪيميائي فارمولا هن ريت آهي.
هائيڊروجن بجلي پيدا ڪرڻ دوران پاڻي (گرم پاڻي يا ٻاڦ) پيدا ڪري سگهي ٿي، ۽ ان جو جائزو وٺي سگهجي ٿو ڇاڪاڻ ته اهو ماحول تي بار نٿو وجهي. ٻئي طرف، هن طريقي ۾ 30-40٪ جي نسبتاً گهٽ بجلي پيدا ڪرڻ جي ڪارڪردگي آهي، ۽ پلاٽينم کي ڪيٽالسٽ جي طور تي گهربل آهي، ان ڪري وڌندڙ خرچن جي ضرورت آهي.
هن وقت، اسان پوليمر اليڪٽرولائيٽ فيول سيلز (PEFC) ۽ فاسفورڪ ايسڊ فيول سيلز (PAFC) استعمال ڪري رهيا آهيون. خاص طور تي، فيول سيل گاڏيون PEFC استعمال ڪن ٿيون، تنهنڪري مستقبل ۾ ان جي پکڙجڻ جي اميد رکي سگهجي ٿي.

ڇا هائيڊروجن اسٽوريج ۽ ٽرانسپورٽيشن محفوظ آهي؟

هاڻي تائين، اسان سمجهون ٿا ته توهان سمجهي ويا هوندا ته هائيڊروجن گئس ڪيئن ٺاهي ۽ استعمال ڪئي ويندي آهي. پوءِ توهان هن هائيڊروجن کي ڪيئن ذخيرو ڪندا آهيو؟ توهان ان کي ڪيئن حاصل ڪندا آهيو جتي توهان کي ان جي ضرورت آهي؟ ان وقت سيڪيورٽي بابت ڇا؟ اسان وضاحت ڪنداسين.
حقيقت ۾، هائيڊروجن پڻ هڪ تمام خطرناڪ عنصر آهي. 20 صدي جي شروعات ۾، اسان هائيڊروجن کي گيس طور استعمال ڪيو ته جيئن آسمان ۾ غبارن، غبارن ۽ هوائي جهازن کي تري سگهجي ڇاڪاڻ ته اهو تمام هلڪو هو. بهرحال، 6 مئي 1937 تي، آمريڪا جي نيو جرسي ۾، "هوائي جهاز هندنبرگ ڌماڪو" ٿيو.
حادثي کان وٺي، اهو وڏي پيماني تي تسليم ڪيو ويو آهي ته هائيڊروجن گئس خطرناڪ آهي. خاص طور تي جڏهن اهو باهه لڳندو آهي، اهو آڪسيجن سان زور سان ڦاٽندو. تنهن ڪري، "آڪسيجن کان پري رهو" يا "گرمي کان پري رهو" ضروري آهي.
انهن قدمن کڻڻ کان پوءِ، اسان هڪ شپنگ جو طريقو ڳولي لڌو.
هائيڊروجن ڪمري جي حرارت تي هڪ گئس آهي، تنهن ڪري جيتوڻيڪ اهو اڃا تائين هڪ گئس آهي، اهو تمام وڏو آهي. پهريون طريقو ڪاربونيٽيڊ مشروبات ٺاهڻ وقت تيز دٻاءُ لاڳو ڪرڻ ۽ سلنڈر وانگر دٻائڻ آهي. هڪ خاص هاءِ پريشر ٽينڪ تيار ڪريو ۽ ان کي 45 ايم پي اي جهڙين تيز دٻاءُ واري حالتن ۾ ذخيرو ڪريو.
ٽويوٽا، جيڪا فيول سيل گاڏيون (FCV) ٺاهيندي آهي، هڪ رال هاءِ پريشر هائيڊروجن ٽينڪ تيار ڪري رهي آهي جيڪا 70 MPa پريشر کي برداشت ڪري سگهي ٿي.
ٻيو طريقو اهو آهي ته -253°C تائين ٿڌو ڪري مائع هائيڊروجن ٺاهيو وڃي، ۽ ان کي خاص گرمي-موصل ٽينڪن ۾ ذخيرو ۽ منتقل ڪيو وڃي. ايل اين جي (مائع قدرتي گئس) وانگر جڏهن قدرتي گئس ٻاهرين ملڪن مان درآمد ڪئي ويندي آهي، هائيڊروجن ٽرانسپورٽ دوران مائع ٿي ويندي آهي، ان جي مقدار کي ان جي گيسي حالت جي 1/800 تائين گهٽائي ٿي. 2020 ۾، اسان دنيا جو پهريون مائع هائيڊروجن ڪيريئر مڪمل ڪيو. بهرحال، هي طريقو فيول سيل گاڏين لاءِ مناسب ناهي ڇاڪاڻ ته ان کي ٿڌو ڪرڻ لاءِ تمام گهڻي توانائي جي ضرورت آهي.
هن طرح ٽينڪن ۾ ذخيرو ڪرڻ ۽ موڪلڻ جو هڪ طريقو آهي، پر اسان هائيڊروجن اسٽوريج جا ٻيا طريقا پڻ ترقي ڪري رهيا آهيون.
اسٽوريج جو طريقو هائيڊروجن اسٽوريج مصر کي استعمال ڪرڻ آهي. هائيڊروجن ۾ ڌاتو ۾ داخل ٿيڻ ۽ انهن کي خراب ڪرڻ جي ملڪيت آهي. هي هڪ ترقي جو طريقو آهي جيڪو 1960 جي ڏهاڪي ۾ آمريڪا ۾ تيار ڪيو ويو هو. جي جي ريلي ۽ ٻيا. تجربن مان ظاهر ٿيو آهي ته هائيڊروجن کي ميگنيشيم ۽ وينڊيم جي مصرع استعمال ڪندي ذخيرو ۽ آزاد ڪري سگهجي ٿو.
ان کان پوءِ، هن ڪاميابي سان هڪ مادو تيار 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 رساو جي حادثن (خاص طور تي ڌماڪي جي حادثن) کي روڪي سگهي ٿو. تنهن ڪري، ان کي محفوظ طور تي ذخيرو ۽ منتقل ڪري سگهجي ٿو. بهرحال، جيڪڏهن توهان محتاط نه آهيو ۽ ان کي غلط ماحول ۾ ڇڏي ڏيو ٿا، ته هائيڊروجن اسٽوريج مصرع وقت سان گڏ هائيڊروجن گئس خارج ڪري سگهن ٿا. خير، هڪ ننڍڙي چنگاري به ڌماڪي جي حادثي جو سبب بڻجي سگهي ٿي، تنهن ڪري محتاط رهو.
ان جو اهو نقصان پڻ آهي ته بار بار هائيڊروجن جذب ۽ ڊيسورپشن جي ڪري گندگي پيدا ٿئي ٿي ۽ هائيڊروجن جذب جي شرح گهٽجي ٿي.
ٻيو طريقو پائپ استعمال ڪرڻ آهي. هڪ شرط آهي ته پائپن جي خرابي کي روڪڻ لاءِ اهو غير دٻايل ۽ گهٽ دٻاءُ وارو هجڻ گهرجي، پر فائدو اهو آهي ته موجوده گئس پائپ استعمال ڪري سگهجن ٿا. ٽوڪيو گئس هارومي فليگ تي تعميراتي ڪم ڪيو، شهر جي گئس پائپ لائنن کي استعمال ڪندي ايندھن جي سيلن کي هائيڊروجن فراهم ڪرڻ لاءِ.

مستقبل جو سماج هائيڊروجن توانائي سان پيدا ٿيو

آخر ۾، اچو ته غور ڪريون ته هائيڊروجن سماج ۾ ڪهڙو ڪردار ادا ڪري سگهي ٿو.
وڌيڪ اهم ڳالهه اها آهي ته اسان ڪاربن کان پاڪ سماج کي فروغ ڏيڻ چاهيون ٿا، اسان گرمي توانائي جي بدران بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ هائيڊروجن استعمال ڪريون ٿا.
وڏن ٿرمل پاور پلانٽس جي بدران، ڪجهه گهرن ENE-FARM جهڙا نظام متعارف ڪرايا آهن، جيڪي قدرتي گئس کي ريفارم ڪري حاصل ڪيل هائيڊروجن کي گهربل بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪن ٿا. بهرحال، سوال اهو رهي ٿو ته ريفارمنگ جي عمل جي ضمني شين سان ڇا ڪجي.

مستقبل ۾، جيڪڏهن هائيڊروجن جي گردش پاڻ وڌي ٿي، جهڙوڪ هائيڊروجن ريفيولنگ ​​اسٽيشنن جو تعداد وڌائڻ، ته ڪاربن ڊاءِ آڪسائيڊ خارج ڪرڻ کان سواءِ بجلي استعمال ڪرڻ ممڪن ٿيندو. بجلي سائي هائيڊروجن پيدا ڪري ٿي، يقيناً، تنهن ڪري اها سج جي روشني يا هوا مان پيدا ٿيندڙ بجلي استعمال ڪري ٿي. اليڪٽرولائيزيشن لاءِ استعمال ٿيندڙ طاقت بجلي جي پيداوار جي مقدار کي دٻائڻ يا قدرتي توانائي مان اضافي بجلي هجڻ تي ريچارجبل بيٽري کي چارج ڪرڻ جي طاقت هجڻ گهرجي. ٻين لفظن ۾، هائيڊروجن ريچارجبل بيٽري جي ساڳئي پوزيشن ۾ آهي. جيڪڏهن اهو ٿئي ٿو، ته آخرڪار حرارتي بجلي جي پيداوار کي گهٽائڻ ممڪن ٿيندو. اهو ڏينهن جڏهن اندروني ڪمبشن انجڻ ڪارن مان غائب ٿي ويندو تيزي سان ويجهو اچي رهيو آهي.

هائيڊروجن ٻئي رستي ذريعي به حاصل ڪري سگهجي ٿو. حقيقت ۾، هائيڊروجن اڃا تائين ڪاسٽڪ سوڊا جي پيداوار جو هڪ ضمني پيداوار آهي. ٻين شين سان گڏ، اهو لوهه ٺاهڻ ۾ ڪوڪ جي پيداوار جو هڪ ضمني پيداوار آهي. جيڪڏهن توهان هن هائيڊروجن کي ورڇ ۾ وجهي ڇڏيو، ته توهان ڪيترائي ذريعا حاصل ڪري سگهندا. هن طريقي سان پيدا ٿيندڙ هائيڊروجن گئس پڻ هائيڊروجن اسٽيشنن ذريعي فراهم ڪئي ويندي آهي.

اچو ته مستقبل ۾ وڌيڪ ڏسون. توانائي جي ضايع ٿيڻ جو مقدار پڻ ٽرانسميشن جي طريقي سان هڪ مسئلو آهي جيڪو بجلي جي فراهمي لاءِ تارن کي استعمال ڪري ٿو. تنهن ڪري، مستقبل ۾، اسان پائپ لائنن ذريعي پهچائيندڙ هائيڊروجن استعمال ڪنداسين، بلڪل ڪاربونيٽيڊ مشروبات ٺاهڻ ۾ استعمال ٿيندڙ ڪاربونڪ ايسڊ ٽينڪ وانگر، ۽ هر گهر لاءِ بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ گهر ۾ هڪ هائيڊروجن ٽينڪ خريد ڪنداسين. هائيڊروجن بيٽرين تي هلندڙ موبائل ڊوائيس عام ٿي رهيا آهن. اهڙو مستقبل ڏسڻ دلچسپ هوندو.