हाइड्रोजन ऊर्जा का परिचय
हाइड्रोजन ऊर्जा उच्च ऊर्जा दक्षता, अत्यधिक सकारात्मक पर्यावरणीय और सामाजिक प्रभावों और प्रतिस्पर्धी आर्थिक पुरस्कारों के साथ ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोजन या हाइड्रोजन युक्त रसायनों का उपयोग है। अपनी प्राकृतिक उपस्थिति के संबंध में हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचलित तत्व है। बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन से सूर्य और अन्य तारे बनते हैं। किसी भी अन्य तत्व की तुलना में अधिक रसायनों में हाइड्रोजन होता है। पृथ्वी पर सबसे प्रचलित हाइड्रोजन यौगिक पानी है।
पृथ्वी पर आणविक हाइड्रोजन के कोई आसानी से उपलब्ध प्राकृतिक स्रोत नहीं हैं। पृथ्वी पर, अधिकांश हाइड्रोजन जीवित, मृत और जीवाश्मीकृत बायोमास में कार्बन से और पानी में ऑक्सीजन से बंधा होता है। पानी के अणुओं को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करके इनका उत्पादन किया जा सकता है। हाइड्रोजन के उपभोग होने पर, पानी का पुन: उत्पादन होता है।
यौगिकों के रासायनिक बंधों को तोड़कर हाइड्रोजन का निर्माण किया जा सकता है। कुछ लोकप्रिय तकनीकों में विद्युत अपघटन , धातुओं की अम्लों के साथ अभिक्रिया, आयनिक धातु हाइड्राइड की जल के साथ अभिक्रिया आदि शामिल हैं। आज, प्राकृतिक गैस विश्व के हाइड्रोजन उत्पादन का 48% हिस्सा प्रदान करती है, इसके बाद तेल (30%), कोयला (18%) और जल विद्युत अपघटन (4%) का स्थान आता है।
अनुप्रयोगों की विविधता के कारण इसका भंडारण महत्वपूर्ण है। वे परिवहन से लेकर पोर्टेबल और स्थिर बिजली तक सब कुछ कवर करते हैं। इसके अलावा, यह प्रति द्रव्यमान अधिकतम ऊर्जा वाला ईंधन है। हालाँकि, इसके कम परिवेश तापमान घनत्व के कारण प्रति इकाई आयतन में कम ऊर्जा घनत्व के कारण अधिक परिष्कृत भंडारण तकनीकों का विकास किया जाना चाहिए।
भारत में हाइड्रोजन ऊर्जा उत्पादन के वर्तमान स्रोत क्या हैं?
1. क्लोराल्कली उद्योग उप-उत्पाद के रूप में हाइड्रोजन का उत्पादन करता है
इसका कुछ हिस्सा गैर-ऊर्जा उद्देश्यों के लिए इस्तेमाल किया गया, और शेष को या तो जला दिया गया या पर्यावरण में छोड़ दिया गया। समय बीतने के साथ, ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए हाइड्रोजन की क्षमता के बारे में लोगों का ज्ञान बढ़ता गया। 2013-14 तक, रासायनिक और आंतरिक (मुख्य रूप से ऊर्जा) उद्देश्यों के लिए उत्पादित हाइड्रोजन का लगभग 90% उपयोग में लाया जा रहा था।
2. उर्वरक और तेल शोधन क्षेत्रों में गैर-ऊर्जा उपयोग के लिए हाइड्रोजन का निर्माण किया जाता है
भारत में हाइड्रोजन ऊर्जा क्षेत्र के विकास को गति देने के लिए राष्ट्रीय हाइड्रोजन ऊर्जा बोर्ड द्वारा जनवरी 2006 में एक राष्ट्रीय हाइड्रोजन ऊर्जा रोड मैप (एनएचईआरएम) तैयार किया गया और इसके कार्यान्वयन को मंजूरी दी गई। एनएचईआरएम का मुख्य उद्देश्य उन मार्गों को निर्धारित करना था जो देश को धीरे-धीरे हाइड्रोजन ऊर्जा अपनाने, व्यावसायीकरण गतिविधियों में तेजी लाने और हाइड्रोजन ऊर्जा अवसंरचना के विकास को सुगम बनाने में सक्षम बनाएं।
उत्पादन, भंडारण, वितरण, परिवहन, उपयोग, मानदंड और मानक, सार्वजनिक शिक्षा और क्षमता निर्माण सहित एनएचईआरएम ने भारत में हाइड्रोजन ऊर्जा विकास के सभी पहलुओं को संबोधित किया। हाइड्रोजन ऊर्जा कार्यक्रम को एनएचईआरएम की नींव पर 2006-2007 में देश भर में लागू किया गया था। एनएचईआरएम ने स्थानीय क्षेत्र के अनुभव और वैश्विक प्रगति के आलोक में इसे अद्यतन करने और बदलने की सिफारिश की।
हाइड्रोजन ऊर्जा के फायदे और नुकसान क्या हैं?
हाइड्रोजन ऊर्जा के लाभ
1. यह आसानी से उपलब्ध है
यह पृथ्वी का मूलभूत तत्व है और मानक है। हाइड्रोजन गैस को उसके साथी यौगिकों से अलग करने में समय लगता है। भले ही यह मामला हो, परिणाम एक समृद्ध और स्वच्छ ऊर्जा स्रोत बनाता है।
2. कोई हानिकारक उत्सर्जन उत्पन्न नहीं होता
जलने पर यह कोई खतरनाक यौगिक नहीं छोड़ता है। संक्षेप में, यह बिना जले ऑक्सीजन के साथ जुड़ता है और इसमें ऊर्जा होती है जो एक इलेक्ट्रिक मोटर के लिए बिजली पैदा कर सकती है। अन्य ऊर्जा स्रोतों की तरह, जलने पर यह कार्बन डाइऑक्साइड नहीं छोड़ता है।
3. यह पर्यावरण के लिए सुरक्षित है
ईंधन स्रोत के लिए, यह असामान्य है क्योंकि यह गैर विषैला है। कोयला, परमाणु ऊर्जा और गैसोलीन सहित अन्य, जहरीले हैं या खतरनाक परिस्थितियों में पाए जा सकते हैं। हाइड्रोजन का उपयोग ऐसे तरीकों से किया जा सकता है जिसकी बराबरी अन्य ईंधन नहीं कर सकते क्योंकि यह पर्यावरण के लिए फायदेमंद है।
4. इसका उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में किया जा सकता है
इसमें ताकत और प्रभावशीलता है. यह अंतरिक्ष यान जैसे महत्वपूर्ण उपकरणों को शक्ति प्रदान करने के लिए पर्याप्त है। इसके अलावा, यह अन्य ईंधन स्रोतों की तुलना में एक सुरक्षित विकल्प है क्योंकि यह पर्यावरण के अनुकूल है। हाइड्रोजन गैसोलीन और अन्य जीवाश्म ईंधन की तुलना में तीन गुना अधिक शक्तिशाली है, जो एक मज़ेदार आँकड़ा है। यह इंगित करता है कि कम में अधिक काम किया जा सकता है।
5. ईंधन की खपत कम होती है
यह डीजल या गैसोलीन की तुलना में कहीं अधिक ईंधन-कुशल है क्योंकि यह प्रति पाउंड ईंधन से अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है। इसका अर्थ है कि हाइड्रोजन से चलने वाली कार समान दूरी तय करते हुए पारंपरिक ईंधन स्रोतों का उपयोग करने वाली कार की तुलना में अधिक दूरी तय कर सकती है। हाइड्रोजन-संचालित ईंधन सेल पारंपरिक दहन विधियों की तुलना में दोगुनी कुशल हैं। उदाहरण के लिए, एक पारंपरिक दहन-आधारित विद्युत संयंत्र आमतौर पर 33 से 35 प्रतिशत की दक्षता के साथ बिजली का उत्पादन करता है। हाइड्रोजन ईंधन सेल द्वारा उत्पादित बिजली का 65% तक कुशल तरीके से उत्पादित होता है।
6. यह पुनर्योजी है
अन्य गैर-नवीकरणीय स्रोतों की तुलना में इसका बार-बार उत्पादन किया जा सकता है। परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन एक सीमित मात्रा में ऊर्जा वाला ईंधन है। संक्षेप में, जब भी आवश्यकता हो, हाइड्रोजन ऊर्जा बनाई जा सकती है।
हाइड्रोजन ऊर्जा के नुकसान
1. लागत अधिक है
व्यापक रूप से सुलभ होने के साथ-साथ यह महंगा भी है। यह तथ्य कि तत्व को अन्य तत्वों से अलग करने में लंबा समय लगता है, इसकी पर्याप्त व्याख्या है। यदि प्रक्रिया वास्तव में सीधी होती तो बहुत से लोग इसे अपेक्षाकृत आसानी से पूरा करने में सक्षम होते, लेकिन ऐसा नहीं है। भले ही हाइब्रिड कारें अब हाइड्रोजन कोशिकाओं द्वारा संचालित होती हैं, फिर भी इसे सभी के लिए एक व्यावहारिक ईंधन स्रोत होने की आवश्यकता है। हाइड्रोजन ऊर्जा केवल एक महंगा विकल्प होगी यदि ऐसी तकनीक बनाई जाए जो पूरी प्रक्रिया को और अधिक सरल बना सके।
2. भंडारण चुनौतीपूर्ण है
हाइड्रोजन को स्थानांतरित करना काफी मुश्किल है। तेल एक ऐसा पदार्थ है जिसका परिवहन पाइपलाइनों के माध्यम से किया जा सकता है। कोयले की बात करें तो उसे आसानी से ट्रकों के पीछे लादकर ले जाया जा सकता है। हाइड्रोजन को स्थानांतरित करने में बहुत पैसा खर्च होता है, यहां तक कि कम मात्रा में भी। ऐसे रसायन का परिवहन और भंडारण केवल इसी कारण से अव्यावहारिक माना जाता है।
3. मौजूदा बुनियादी ढांचे को बदलना मुश्किल है
आज भी, गैसोलीन का उपयोग अक्सर किया जाता है। इसके अलावा, ईंधन के रूप में हाइड्रोजन के उपयोग को सुविधाजनक बनाने के लिए वर्तमान में बुनियादी ढांचे की आवश्यकता है। इस वजह से, गैसोलीन को फिर से भरने पर विचार करना भी महंगा हो जाता है। इसके अलावा, हाइड्रोजन ईंधन के लिए जगह उपलब्ध कराने के लिए वाहनों में संशोधन की आवश्यकता होती है।
4. इसमें ज्वलनशीलता अधिक होती है
हाइड्रोजन एक शक्तिशाली ईंधन स्रोत होने के कारण विशेष रूप से विस्फोटक हो सकता है। इससे उत्पन्न होने वाले अनेक खतरों के कारण यह अक्सर खबरों में रहता है। वायुमंडल में हाइड्रोजन गैस का 4 से 75% तक हिस्सा जल सकता है।
5. जीवाश्म ईंधन का उपयोग आवश्यक है
यद्यपि हाइड्रोजन ऊर्जा पर्यावरण के अनुकूल और नवीकरणीय है, इसे कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस जैसे गैर-नवीकरणीय संसाधनों का उपयोग करके ऑक्सीजन से अलग किया जाना चाहिए। जबकि हाइड्रोजन पर स्विच करने का उद्देश्य जीवाश्म ईंधन के उपयोग को खत्म करना है, फिर भी उन्हें हाइड्रोजन ईंधन का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है।
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हाइड्रोजन का उपयोग करके विश्व की ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करना एक शानदार संभावित विकल्प है। जब किफायती, कुशल, भरोसेमंद और स्वच्छ ऊर्जा की हमारी आवश्यकता पूरी हो जाएगी, तो जीवाश्म ईंधन जलाने से होने वाले उत्सर्जन और अन्य पर्यावरणीय नुकसानों से मुक्त या कम उत्सर्जन वाली दुनिया हाइड्रोजन ऊर्जा द्वारा ही संभव हो सकती है। भविष्य की ऊर्जा का सर्वोत्तम समाधान हाइड्रोजन हो सकता है, लेकिन इसके लिए राजनीतिक इच्छाशक्ति और वित्तीय प्रतिबद्धता की आवश्यकता होगी। फिर भी, जब जीवाश्म ईंधन दुर्लभ हो जाएंगे, तो हाइड्रोजन विश्व की ऊर्जा समस्याओं का एक महत्वपूर्ण समाधान साबित हो सकता है।
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अच्छा, क्या आप इस प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं "क्या आपको एक हाइड्रोजन चाहिए जो अन्य ऊर्जाओं से भिन्न हो?"