स्वच्छ और बहुमुखी ऊर्जा वाहक के रूप में हाइड्रोजन ने महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि दुनिया अधिक टिकाऊ ऊर्जा स्रोतों की ओर संक्रमण करना चाहती है। हाइड्रोजन की क्षमता का दोहन करने में प्रमुख विचारों में से एक उत्पादन की विधि है। अनेक हैंहाइड्रोजन उत्पादन के प्रकारप्रत्येक प्रक्रिया के अपने अनूठे फायदे और चुनौतियाँ हैं। इस लेख में, हम हाइड्रोजन उत्पादन के विभिन्न तरीकों का पता लगाएंगे और उनकी संबंधित विशेषताओं पर गौर करेंगे।

1. स्टीम मीथेन रिफॉर्मिंग (एसएमआर)

स्टीम मीथेन सुधार हाइड्रोजन उत्पादन के लिए सबसे आम तरीका है, जो वैश्विक हाइड्रोजन आपूर्ति का लगभग 95% है। इस प्रक्रिया में हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए प्राकृतिक गैस को उच्च तापमान वाली भाप के साथ प्रतिक्रिया करना शामिल है। परिणामी मिश्रण को शुद्ध हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए आगे संसाधित किया जाता है। एसएमआर को इसकी दक्षता और लागत-प्रभावशीलता के लिए पसंद किया जाता है, लेकिन यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह कार्बन-तटस्थ प्रक्रिया नहीं है, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है।

2. इलेक्ट्रोलिसिस

इलेक्ट्रोलिसिस एक ऐसी प्रक्रिया है जो पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करने के लिए बिजली का उपयोग करती है। इलेक्ट्रोलिसिस के दो मुख्य प्रकार हैं: क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस और प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली (पीईएम) इलेक्ट्रोलिसिस। क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग कई दशकों से किया जा रहा है और यह अपनी विश्वसनीयता के लिए जाना जाता है, जबकि पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस उच्च दक्षता और लचीलेपन की क्षमता के कारण लोकप्रियता हासिल कर रहा है। इलेक्ट्रोलिसिस को नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों द्वारा संचालित किया जा सकता है, जो इसे टिकाऊ हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक प्रमुख दावेदार बनाता है।

3. बायोमास गैसीकरण

बायोमास गैसीकरण में थर्मोकेमिकल प्रक्रिया के माध्यम से कार्बनिक पदार्थों जैसे लकड़ी के चिप्स, कृषि अवशेष, या अपशिष्ट को संश्लेषण गैस (सिनगैस) में परिवर्तित करना शामिल है। फिर हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए सिनगैस को सुधारा जा सकता है। बायोमास गैसीकरण जैविक अपशिष्ट पदार्थों के उपयोग का लाभ प्रदान करता है और स्थायी रूप से प्रबंधित होने पर ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में योगदान दे सकता है। हालाँकि, इसके लिए फीडस्टॉक की उपलब्धता और लॉजिस्टिक चुनौतियों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है।

4. फोटोबायोलॉजिकल जल विभाजन

यह अभिनव दृष्टिकोण सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने और पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में परिवर्तित करने के लिए प्रकाश संश्लेषक सूक्ष्मजीवों या इंजीनियर बैक्टीरिया का उपयोग करता है। हालांकि अभी भी विकास के प्रारंभिक चरण में, फोटोबायोलॉजिकल जल विभाजन टिकाऊ और नवीकरणीय हाइड्रोजन उत्पादन का वादा करता है। इस क्षेत्र में अनुसंधान प्रक्रिया की दक्षता और मापनीयता को बढ़ाने पर केंद्रित है ताकि इसे व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य बनाया जा सके।

5. थर्मोकेमिकल जल विभाजन

थर्मोकेमिकल जल विभाजन में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में तोड़ने के लिए उच्च तापमान का उपयोग करना शामिल है। यह विधि प्रक्रिया को चलाने के लिए अक्सर केंद्रित सौर ऊर्जा या अन्य ताप स्रोतों का उपयोग करती है। थर्मोकेमिकल जल विभाजन में नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों के साथ एकीकृत होने की क्षमता है और यह लगातार काम कर सकता है, जिससे यह टिकाऊ हाइड्रोजन उत्पादन के लिए सक्रिय अनुसंधान का क्षेत्र बन जाता है।

6. परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन

उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रोलिसिस या थर्मोकेमिकल प्रक्रियाओं के माध्यम से हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए परमाणु ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है। परमाणु रिएक्टरों द्वारा उत्पन्न उच्च तापमान वाली भाप का उपयोग भाप इलेक्ट्रोलिसिस में किया जा सकता है, जबकि परमाणु गर्मी थर्मोकेमिकल जल विभाजन को चला सकती है। परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के बिना लगातार और विश्वसनीय बिजली उत्पादन का लाभ प्रदान करता है, लेकिन यह सुरक्षा और अपशिष्ट प्रबंधन के संबंध में विचार भी बढ़ाता है।

निष्कर्षतः, हाइड्रोजन उत्पादन के विविध तरीके स्वच्छ ऊर्जा की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए कई अवसर प्रदान करते हैं। प्रत्येक दृष्टिकोण अपने स्वयं के फायदे और चुनौतियों को प्रस्तुत करता है, और इन प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और बड़े पैमाने पर टिकाऊ हाइड्रोजन उत्पादन की दिशा में आगे बढ़ने के लिए चल रहे अनुसंधान और नवाचार आवश्यक हैं। जैसे-जैसे डीकार्बोनाइजेशन पर वैश्विक फोकस तेज होता जा रहा है, स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण के प्रमुख प्रवर्तक के रूप में हाइड्रोजन की भूमिका तेजी से प्रमुख होती जा रही है, जिससे हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकियों में और विकास हो रहा है।