हरित हाइड्रोजन के कुशल उत्पादन के लिए नया उत्प्रेरक

संदर्भ:

हाल ही मे, शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से बेहतर हाइड्रोजन उत्पादन के लिए PtPdCoNiMn नामक एक नया कुशल उच्च-एन्ट्रॉपी मिश्र धातु (HEA) उत्प्रेरक विकसित किया है।

अन्य संबंधित जानकारी 

• यह शोध विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) के स्वायत्त संस्थान बेंगलुरू स्थित सेंटर फॉर नैनो एंड सॉफ्ट मैटर साइंसेज (CeNS) में किया गया।
• इस शोध को भारत के अनुसंधान राष्ट्रीय रिसर्च फाउंडेशन (ANRF) द्वारा वित्त पोषित किया गया, जिसका प्रशासनिक विभाग विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) है।
• इस शोध से संबंधित दो शोध पत्र हाल ही में एडवांस्ड फंक्शनल मैटेरियल और स्मॉल नामक पत्रिकाओं में प्रकाशित हुए।

नए उत्प्रेरक “PtPdCoNiMn” के बारे में

PtPdCoNiMn HEA उत्प्रेरक निम्नलिखित धातुओं के संयोजन से बनाया गया था: –

• प्लैटिनम (Pt),
• पैलेडियम (Pd),
• कोबाल्ट (Co),
• निकल (Ni), और
• मैंगनीज (Mn)

प्रमुख विशेषताऐं:

• उत्प्रेरक ने वाणिज्यिक उत्प्रेरक की तुलना में सात गुना कम प्लैटिनम का उपयोग किया।
• उत्प्रेरक दक्षता में इसने शुद्ध प्लैटिनम से बेहतर प्रदर्शन किया।
• इसने क्षारीय समुद्री जल सहित व्यावहारिक परिस्थितियों में भी बिना किसी गिरावट के 100 घंटे से अधिक समय तक स्थिरता और दक्षता बनाए रखते हुए अच्छा प्रदर्शन किया।
• इसके परिणामस्वरूप न्यूनतम ऊर्जा हानि, उच्च स्थायित्व और दीर्घकालिक स्थिरता के साथ कुशल हाइड्रोजन उत्पादन हुआ।

संश्लेषण विधियाँ

इन घटक धातुओं का चयन AMES  नेशनल लेबोरेटरी, यूएसए के एक स्टाफ साइंटिस्ट डॉ. प्रशांत सिंह द्वारा डिज़ाइन और विकसित दिशानिर्देशों पर आधारित था।

CeNS के शोधकर्ताओं ने दो विधियों का उपयोग करके HEA बनाया:

• कमरे के तापमान और दबाव पर इलेक्ट्रोडपोजिशन, और
• दिए गए विलायक में उच्च तापमान और दबाव पर सॉल्वोथर्मल प्रक्रियाओं के माध्यम से रासायनिक संश्लेषण।

इस नए उत्प्रेरक का महत्व

• यह प्रगति स्वच्छ, अधिक किफायती हाइड्रोजन उत्पादन का मार्ग प्रशस्त कर सकती है, जिससे उद्योगों और नवीकरणीय/स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को लाभ होगा और भारत को हरित हाइड्रोजन के सतत उत्पादन के माध्यम से 2047 तक ऊर्जा स्वतंत्रता और 2070 तक शुद्ध-शून्य उत्सर्जन के अपने महत्वाकांक्षी लक्ष्यों को प्राप्त करने में मदद मिलेगी।

ग्रीन हाइड्रोजन के बारे में

• इसे इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से उत्पादित किया जाता है, जहां सौर, पवन या जलविद्युत ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से उत्पन्न बिजली का उपयोग करके पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित किया जाता है।
• यह पर्यावरण के अनुकूल और टिकाऊ है, क्योंकि यह उत्पादन के दौरान CO2 उत्सर्जन नहीं करता है।
• इसे हाइड्रोजन का सबसे स्वच्छ रूप माना जाता है और यह विभिन्न क्षेत्रों को डीकार्बोनाइज़ करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
• ग्रीन हाइड्रोजन के उत्पादन का एक अन्य तरीका बायोमास से है, जिसमें हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए बायोमास का गैसीकरण शामिल है।

भारत में हरित हाइड्रोजन पहल

राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन (2023): इसका उद्देश्य 2030 तक हरित हाइड्रोजन के 5 MMT प्रति वर्ष उत्पादन को लक्ष्य बनाकर भारत को हरित हाइड्रोजन और इसके व्युत्पन्नों के उत्पादन, उपयोग और निर्यात के लिए एक वैश्विक केंद्र बनाना है। मिशन के हिस्से के रूप में निम्नलिखित घटकों की घोषणा की गई है:

• हरित हाइड्रोजन संक्रमण (SIGHT) कार्यक्रम के लिए रणनीतिक हस्तक्षेप, जिसमें इलेक्ट्रोलाइज़र के निर्माण और हरित हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए प्रोत्साहन शामिल हैं;
• हरित हाइड्रोजन हब का विकास; 
• स्टील, मोबिलिटी, शिपिंग, विकेन्द्रीकृत ऊर्जा अनुप्रयोगों, बायोमास से हाइड्रोजन उत्पादन, हाइड्रोजन भंडारण आदि के लिए पायलट परियोजनाएँ।

एनटीपीसी लिमिटेड ने जनवरी 2023 से एनटीपीसी कवास टाउनशिप, सूरत, गुजरात में पीएनजी नेटवर्क में 8% (वॉल्यूम/वॉल्यूम) तक ग्रीन हाइड्रोजन का मिश्रण शुरू किया है।

ऑयल इंडिया लिमिटेड ने हाल ही में असम के जोरहाट में भारत का पहला 99.999% शुद्ध ग्रीन हाइड्रोजन प्लांट चालू किया है, जो देश की हरित ऊर्जा यात्रा में एक मील का पत्थर है।

पुणे नगर निगम ने कचरे को ग्रीन हाइड्रोजन में बदलने के लिए द ग्रीन बिलियन्स (TGBL) के साथ साझेदारी की है, जो कचरे से ऊर्जा परियोजनाओं की क्षमता को प्रदर्शित करता है।

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