हाइड्रोजन उत्पादन के लिए नया दृष्टिकोण

01.05.2025

हरित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए नया दृष्टिकोण

खबरों में क्यों?            

नैनो विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी संस्थान (आईएनएसटी), मोहाली के शोधकर्ताओं ने उत्प्रेरक सतहों पर प्रोटॉन अवशोषण के संबंध में नई जानकारी विकसित की है, जिससे अधिक कुशल हरित हाइड्रोजन उत्पादन का मार्ग प्रशस्त होगा।

प्रमुख वैज्ञानिक निष्कर्ष:

• कॉपर टंगस्टन ऑक्साइड (CuWO₄) और कॉपर ऑक्साइड (CuO) को मिलाकर एक नवीन हेटरोस्ट्रक्चर बनाया गया है, जिसका उद्देश्य हाइड्रोजन के विकास को बढ़ाने के लिए अंतर्निर्मित विद्युत क्षेत्र (BIEF) प्रभाव का दोहन करना है।
• यह संरचना CuWO₄ नैनोकणों को Cu(OH)₂ पूर्ववर्ती पर विकसित करके बनाई गई है , जिससे pn हेटेरोजंक्शन बनता है जो एक असममित इलेक्ट्रॉनिक वातावरण बनाता है ।
• यह BIEF प्रोटॉन अधिशोषण और विशोषण को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है , जो सीधे हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया (HER) को प्रभावित करता है

प्रोटॉन अवशोषण की क्रियाविधि

• CuO और CuWO₄ के बीच का इंटरफेस गिब्स मुक्त ऊर्जा (∆G) में भिन्नता दर्शाता है , विशेष रूप से ह्रास क्षेत्र के पास ।
• इस इंटरफ़ेस में ∆G में ढाल CuO पर हाइड्रोजन अधिशोषण और CuWO₄ पर विशोषण को बढ़ाता है , जिससे यह प्रणाली HER के लिए अधिक अनुकूल हो जाती है ।
• यह "नकारात्मक सहकारिता" को प्रदर्शित करता है , जहां एक स्थान पर प्रोटॉन बंधन बढ़ने से अन्य स्थानों पर आत्मीयता कम हो जाती है , जिससे प्रोटॉन विशोषण में सुविधा होती है, जो क्षारीय हाइड्रोजन उत्पादन में एक महत्वपूर्ण चरण है ।

ग्रीन हाइड्रोजन क्या है?

• ग्रीन हाइड्रोजन का उत्पादन सौर, पवन या जल विद्युत जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करके पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से किया जाता है, जिससे कोई ग्रीनहाउस गैसें उत्सर्जित नहीं होती हैं ।
• यह एक स्वच्छ, टिकाऊ और लचीला ऊर्जा वाहक है , जिसका एकमात्र उपोत्पाद जलवाष्प है।
• ग्रे हाइड्रोजन (जीवाश्म ईंधन से) के विपरीत , ग्रीन हाइड्रोजन शून्य कार्बन उत्सर्जन में योगदान देता है ।

हरित हाइड्रोजन उत्पादन विधियाँ

• क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस: KOH/NaOH का उपयोग करने वाली परिपक्व, कम लागत वाली विधि ; इसमें निकल/प्लैटिनम की आवश्यकता होती है
• प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) इलेक्ट्रोलिसिस: उच्च दक्षता , तेज, लेकिन कीमती धातु उत्प्रेरक के कारण महंगा ।
• सॉलिड ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस (एसओईसी): 700-1000 डिग्री सेल्सियस पर काम करता है , H₂O और CO₂ के सह-इलेक्ट्रोलिसिस को सक्षम बनाता है , लेकिन इसमें जटिल सामग्री और उच्च लागत शामिल होती है ।

स्रोत: पीआईबी

ग्रीन हाइड्रोजन के संदर्भ में, निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:

कथन-I: यह गैर-नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करके पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से उत्पादित किया जाता है।

कथन-II: यह एक स्वच्छ, टिकाऊ और लचीला ऊर्जा वाहक है।

उपर्युक्त कथनों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा सही है?

A.कथन-I और कथन-II दोनों सही हैं, और कथन-II कथन-I के लिए सही स्पष्टीकरण है।

B.कथन-I और कथन-II दोनों सही हैं, और कथन-II कथन-I के लिए सही स्पष्टीकरण नहीं है।

C.कथन-I सही है, लेकिन कथन-II गलत है।

D.कथन-I गलत है, लेकिन कथन-II सही है।

उत्तर D