हरित ऊर्जा के क्षेत्र से एक और नई खोज सामने आई है। RIKEN के शोधकर्ताओं ने एक उत्प्रेरक की खोज की है जो हाइड्रोजन उत्पादन में इरिडियम के उपयोग को 95% तक कम कर देता है। उन्हें उम्मीद है कि कार्बन-तटस्थ हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था विकसित करने में स्थिरता में सुधार होगा।
RSI RIKEN सतत संसाधन विज्ञान केंद्र (CSRS) जापान में एक उत्प्रेरक का निर्माण किया गया है जो हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलाइजर में इरिडियम की आवश्यकता कम हो जाएगी। कई बाधाओं के कारण, PEM इलेक्ट्रोलिसिस का उत्पादन बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। आमतौर पर, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाएं सुपरसैचुरेटेड अम्लीय माध्यम और इरिडियम जैसी दुर्लभ पृथ्वी धातुओं में सबसे अच्छी तरह से काम करती हैं। इसे उत्प्रेरक के रूप में सबसे अच्छे उम्मीदवार के रूप में भी देखा जाता है। लेकिन इरिडियम की कमी ने अब तक ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन में बाधा उत्पन्न की है।
इस संदर्भ में, डॉ. रयुहेई नाकामुरासीएसआरएस के प्रमुख शोधकर्ता ने कहा, “पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस को टेरावॉट पैमाने तक बढ़ाने के लिए 40 वर्षों के इरीडियम की आवश्यकता होगी, जो निश्चित रूप से अव्यावहारिक और अत्यधिक अस्थाई है।"
हरित हाइड्रोजन उत्पादन में चुनौतियाँ
जल का इलेक्ट्रोलिसिस पर्यावरण अनुकूल है विद्युत रासायनिक प्रक्रिया जो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन अणुओं को अलग करती है। इस विधि से उत्पादित हाइड्रोजन को भंडारण में रखा जा सकता है तथा बाद में उपयोग किया जा सकता है।
हाइड्रोजन को PEM (प्रोटॉन आयन एक्सचेंज मेम्ब्रेन) के साथ मिलाकर ऊर्जा भंडारण के लिए उपयुक्त बनाया जाता है, जिससे इलेक्ट्रिक कार चलाई जा सकती है। फिर भी, कई बाधाओं के कारण, पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस का उत्पादन बड़े पैमाने पर उपयोग के अनुरूप नहीं हो सकता.
मुख्य अंश: RIKEN का क्रांतिकारी उत्प्रेरक इरीडियम का उपयोग 95% तक कम करता है
- RSI नया उत्प्रेरक is मैंगनीज ऑक्साइड सब्सट्रेट पर छिड़के गए इरिडियम परमाणुओं पर आधारित।
- इसे विद्युत-रासायनिक रूप से प्लैटिनम-लेपित टाइटेनियम जाल पर जमा किया जाता है, जो संक्षारण प्रतिरोधी होता है।
- RSI इस व्यवस्था का आकार इष्टतम है इरीडियम के लिए, क्योंकि यह इरीडियम की न्यूनतम मात्रा का उपयोग करके उच्चतम उत्प्रेरक गुण प्रदान करता है।
- इसके अलावा, यह चिपकता या इकट्ठा नहीं होता, जिससे हाइड्रोजन का उत्पादन संभव हो पाता है। कुशल बने रहें प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) इलेक्ट्रोलाइज़र में।
- सबसे अधिक ज्ञात प्रभावकारिता (94%) वाला संस्करण उपयोग किया जाता है। यह प्रतिक्रिया को अम्लीय वातावरण में 1000 mA/cm पर बनाए रखने में सक्षम बनाता है2 एक महीने के लिए।
- स्थानांतरित चार्ज की मात्रा लगभग थी 100 गुना अधिक. यह किसी भी पिछले प्रयोग से अधिक है।
- जल इलेक्ट्रोलिसिस के लिए एक पीईएम इलेक्ट्रोलाइज़र परीक्षण स्थिरता बनाए रखने की संभावना दिखाता है। इसने सफलतापूर्वक स्थिरता बनाए रखी बिना किसी गिरावट के 82 महीने तक 4% दक्षता.
- इलेक्ट्रोलाइज्ड जल का स्तर अन्य गैर-कच्चे धातु पदार्थों की तुलना में 10 गुना बढ़ गया।
- परिणाम संरचना में परिवर्तन करके प्रतिक्रिया स्थिरता को 40 गुना तक बढ़ाने की संभावना का संकेत देते हैं।
- प्लानर में मैंगनीज के साथ मजबूत बंधन होते हैं और क्रिस्टल में समतल ऑक्सीजन की मात्रा उत्प्रेरक की स्थिरता पर सकारात्मक प्रभाव डालती है.
"हमें दुर्लभ धातु और सामान्य धातु-आधारित इलेक्ट्रोलाइज़र के बीच की खाई को पाटने का एक तरीका चाहिए ताकि हम कई वर्षों में क्रमिक रूप से पूरी तरह से टिकाऊ हरित हाइड्रोजन में बदलाव कर सकेंडॉ. नाकामुरा कहते हैं।
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नए उत्प्रेरक की भविष्य की संभावनाएं
"बेहतर स्थिरता गतिविधि में लागत पर नहीं आई, जो आमतौर पर मामला है। एक पीईएम जल इलेक्ट्रोलाइज़र जो 200 mA/cm2 की दर से पृथ्वी-प्रचुर उत्प्रेरक के साथ हाइड्रोजन उत्पन्न करता है, अत्यधिक कुशल है।”, कहते हैं डॉ. शुआंग काँगअध्ययन के सह-प्रथम लेखक डॉ.
अंततः, RIKEN उत्प्रेरक हाइड्रोजन उत्पादन में इरीडियम के उपयोग को 95% तक कम कर देता है और नवाचार की क्षमता को रेखांकित करता है।
स्रोत: लंबे समय तक चलने वाला और अधिक टिकाऊ हरित हाइड्रोजन उत्पादन
