पानी से हाइड्रोजन उत्पादन पर व्यापक रूप से शोध किया गया है ताकि इसे ईंधन के विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सके। भले ही इसका उद्देश्य पर्यावरण प्रदूषण को कम करना है, लेकिन अधिकांश प्रक्रियाएँ कम कुशल हैं और बड़ी मात्रा में CO2 उत्सर्जन करती हैं। हालाँकि, हाल के शोध से पता चलता है कि MOF फोटोकैटेलिटिक हाइड्रोजन उत्पादन को बढ़ावा दे सकता है।
ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के विज्ञान महाविद्यालय के प्रोफेसर क्युरियाकोस स्टाइलियानो और उनकी शोधकर्ताओं की टीम ने एक ऐसा फोटोकैटलिस्ट विकसित किया है जो उच्च गति और दक्षता के साथ हाइड्रोजन उत्पादन को संभव बनाता है । शोध से पता चलता है कि यह नया उपकरण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन और जलवायु परिवर्तन के खिलाफ उपयोगी साबित हो सकता है।
प्रोफेसर स्टायलियानो ने कहा, "यह अध्ययन व्यावहारिक हाइड्रोजन उत्पादन के लिए फोटोकैटलिस्ट के रूप में एमओएफ-व्युत्पन्न धातु ऑक्साइड हेटरोजंक्शन की क्षमता को उजागर करता है, जो टिकाऊ और कुशल ऊर्जा समाधानों के विकास में योगदान देता है।"
मुख्य आकर्षण
- एक घंटे में, एक ग्राम RTTA-1 ने 1 से अधिक हाइड्रोजन माइक्रोमोल्स का उत्पादन किया।
- इस प्रक्रिया में 10% की प्रभावशाली दर से फोटॉनों का उपयोग किया गया, जिसका अर्थ है कि RTTA-10 पर पड़ने वाले प्रत्येक 100 में से 1 फोटॉनों ने हाइड्रोजन उत्पादन में योगदान दिया।
इस अध्ययन में, धातु ऑक्साइड हेटेरोजंक्शन प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने MOF का उपयोग किया। व्युत्पन्न हेटेरोजंक्शन 2 सामग्रियों का एक संयोजन है जिसमें पूरक गुण होते हैं। इसके साथ, वे एक उत्प्रेरक बनाते हैं जो सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर पानी को कुशलतापूर्वक और तेज़ी से हाइड्रोजन में विभाजित करता है।
वे इस विषम संयोजन को RTTA कहते हैं और इसमें MOF-व्युत्पन्न रूथेनियम ऑक्साइड और टाइटेनियम ऑक्साइड शामिल हैं। इन ऑक्साइड को नाइट्रोजन और सल्फर के साथ डोप किया जाता है। ऑक्साइड की विभिन्न मात्राओं के साथ कई RTTA का परीक्षण करने के बाद, उन्हें एक विजेता मिला।
प्रोफेसर स्टायलियानो ने कहा, "विभिन्न आरटीटीए सामग्रियों में से, सबसे कम रूथेनियम ऑक्साइड सामग्री वाले आरटीटीए-1 ने सबसे तेज हाइड्रोजन उत्पादन दर और उच्च क्वांटम उपज प्रदर्शित की।"
MOF धनात्मक आवेशित धातु आयनों और कार्बनिक लिंकर अणुओं से मिलकर बने होते हैं। इनकी संरचना समायोज्य होती है और इनमें छोटे छिद्र होते हैं। इसके अलावा, MOF के गुणधर्म उनके निर्माण में प्रयुक्त घटकों द्वारा निर्धारित होते हैं।
केआईएसटी के शोधकर्ताओं का कहना है कि सक्रिय एमएक्सईएन का उपयोग करके लागत प्रभावी हरित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक और विधि यहां दी गई है ।
हाइड्रोजन उत्पादन की गैर-टिकाऊ विधियाँ
मीथेन -स्टीम रिफॉर्मिंग विधि प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन प्राप्त करने की एक प्रचलित पारंपरिक विधि है। यह पूरी प्रक्रिया कार्बन उत्सर्जन करती है। इस विधि में विद्युत उत्प्रेरण शामिल है, जिसमें उत्प्रेरक के माध्यम से विद्युत प्रवाहित की जाती है। यह विधि न केवल पर्यावरण को प्रदूषित करती है, बल्कि महंगी भी है। प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन उत्पादन की लागत लगभग 1.50 डॉलर है और प्रति किलोग्राम हरित हाइड्रोजन उत्पादन की लागत 5 डॉलर है।
नए शोध में प्रयुक्त सामग्रियों के संदर्भ में, प्रोफेसर स्टायलियानो ने कहा, “रुथेनियम ऑक्साइड सस्ता नहीं है, लेकिन हमारे फोटोकैटलिस्ट में इसकी मात्रा न्यूनतम है। औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, यदि कोई उत्प्रेरक अच्छी स्थिरता और पुनरुत्पादन क्षमता प्रदर्शित करता है, तो रुथेनियम ऑक्साइड की इस छोटी मात्रा की लागत कम महत्वपूर्ण हो जाती है।”
स्रोत : ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के शोध से हरित हाइड्रोजन उत्पादन का बेहतर तरीका सामने आया है
