हरे हाइड्रोजन के साथ कदम पर

भारतीय रेलवे ने हाल ही में घोषणा की कि चेन्नई में इंटीग्रल कोच कारखाने में विकसित एक हाइड्रोजन-संचालित ट्रेन है। सफलतापूर्वक सभी परीक्षणों को पूरा करेंयह नेशनल ग्रीन हाइड्रोजन मिशन के लिए प्रगति का एक स्वागत योग्य संकेत है, जिसका उद्देश्य वर्ष 2030 तक प्रति वर्ष कम से कम पांच मिलियन मीट्रिक टन ग्रीन हाइड्रोजन को बढ़ावा देना है, 2070 तक राष्ट्रव्यापी नेट शून्य उत्सर्जन प्राप्त करने के रास्ते पर एक मील का पत्थर।

ट्रेन केवल हरियाणा में 89 किलोमीटर के मार्ग पर जींद और सोनिपत के बीच यात्रियों को ले जाएगी। यह परियोजना 1-मेगावाट बहुलक इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली इलेक्ट्रोलाइज़र द्वारा जिंद में उत्पादित हाइड्रोजन पर रिले करेगी जो 430 किलोग्राम हाइड्रोजन ईवीरी दिन का उत्पादन करती है। हाइड्रोजन ट्रेन पर ईंधन टैंक को फिर से भर देगा, जहां ईंधन कोशिकाएं हाइड्रोजन को बिजली में बदल देंगी जो ट्रेन के इलेक्ट्रिक मोटर्स को चलाता है।

सिद्धांत काफी सरल है। एक इलेक्ट्रोलाइज़र एक पानी के अणु को ऑक्सीजन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विभाजित करता है। नकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड कहा जाता है) में एक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया में, आणविक ऑक्सीजन जारी किया जाता है, और मुक्त किए गए इलेक्ट्रॉनों को एक बाहरी व्यक्ति के माध्यम से कैथोड में आयोजित किया जाता है। कैथोड और एनोड के बीच पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली चयनात्मक है और केवल प्रोटॉन को कैथोड से गुजरने की अनुमति देता है, जहां वे इलेक्ट्रॉनों के साथ एकजुट होते हैं। एक गैस के रूप में ये बारिश और एकत्र, संपीड़ित और संग्रहीत किया जाता है। झिल्ली, आमतौर पर एक फ्लोरोपॉलेमर जैसे (टेफ्लॉन से संबंधित) एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर है, और इलेक्ट्रॉन पास नहीं होंगे। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गठित चतुराई से अलग हो जाते हैं।

लोकोमोटिव में, एक हाइड्रोजन-संचालित ऑटोमोबाइल के रूप में, उपरोक्त प्रतिक्रिया हाइड्रोजन ईंधन सेल में उलट है। हाइड्रोजन एनोड के लिए ब्रीफ है, जहां प्रत्येक अणु को उत्प्रेरित रूप से दो प्रोटॉन और दो इलेक्ट्रॉनों में विभाजित किया जाता है। प्रोटॉन झिल्ली से गुजरते हैं, जहां वे हवा में ऑक्सीजन से मिलते हैं और इलेक्ट्रॉनों को एनोड से बाहरी सर्किट के माध्यम से लाया जाता है। पानी बनता है। बाहरी सर्किट के माध्यम से बहने वाले इलेक्ट्रॉन विद्युत प्रवाह का गठन करते हैं जो लोकोमोटिव को बिजली देता है।

ईंधन सेल में और इलेक्ट्रोलाइज़र में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बीच एक महत्वपूर्ण अलग है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच की केमिस्ट्री सहज है, एक प्रतिक्रिया जो खुश होने की प्रतीक्षा कर रही है। हालांकि, पानी अपने आप में दो तत्वों में विभाजित नहीं होगा। इस विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करने के लिए विद्युत प्रवाह की आपूर्ति की जानी चाहिए।

ग्रीन हाइड्रोजन को बढ़ाने के लिए, इलेक्ट्रोलाइज़र के लिए बिजली को अक्षय स्रोतों से आना पड़ता है, जैसे कि सौर पैनल या पवन टर्बाइन। राष्ट्रीय ग्रीन हाइड्रोजन मिशन के लक्ष्यों को पूरा करने के लिए अक्षय ऊर्जा के नए स्रोतों की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, माइक्रोबियल इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए रोमांचक प्रयास हैं, जहां इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से सक्रिय रोगाणु एनोड पर बढ़ते हैं और कार्बनिक पदार्थ के अवशेषों को ऑक्सीकरण करते हैं, यहां तक ​​कि अपशिष्ट जल – और एनोड से उत्पन्न इलेक्ट्रॉनों को पास करेंवर्तमान विज्ञानवॉल्यूम। 128, पी। 133, 2025)।

कैटेलिसिस चरणों में महंगी सामग्री की आवश्यकता होती है जैसे कि प्लैटिनम, रयदियम, आदि चल रहे अनुसंधान का उद्देश्य इन्हें इंटेक्स्टेड निकेल, कोबाल्ट या यहां तक ​​कि लोहे के साथ बदलना है। सस्ते हाइड्रोजन पीढ़ी की दिशा में शुरुआती काम में, एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च के लिए जवाहरलाल नेहरू सेंटर में सीएनआर राव के समूह ने प्लैटिनम इलेक्ट्रोड की तुलना में एले वाटर-स्प्लिटिंग क्षमता के साथ निकेल-निकेल हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोड को डिज़ाइन किया (((प्रोक। नेटल। Acad। विज्ञान।, यूएसएवॉल्यूम। 114, 2017)। इस तरह के घटनाक्रमों को सौर और माइक्रोब-संचालित प्रक्रियाओं के साथ मिलाकर एक ईंधन का उत्पादन किया जा सकता है जो बॉट हरे और सस्ती हो।

लेख सुशील चंदनी सुशीलचंदनी@gmail.com के सहयोग से लिखा गया था