हाइड्रोजन शुद्धिकरण प्रणाली

 
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हाइड्रोजन शुद्धिकरण प्रणाली क्या है?

 

हाइड्रोजन शुद्धिकरण झिल्ली कुछ गैसों, जैसे हाइड्रोजन, के लिए चयनात्मक रूप से पारगम्य है। जैसे ही हाइड्रोजन गैस झिल्ली के माध्यम से बहती है, अशुद्धियाँ खारिज हो जाती हैं, और शुद्ध हाइड्रोजन गैस दूसरी तरफ एकत्र हो जाती है। इलेक्ट्रोकेमिकल पृथक्करण: यह प्रक्रिया पैलेडियम हाइड्रोजन शोधक में होती है।

हाइड्रोजन शुद्धिकरण के लिए सबसे प्रभावी तरीके क्या हैं?
 

 

हाइड्रोजन एक आशाजनक स्वच्छ ऊर्जा वाहक है जिसका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों, जैसे ईंधन सेल, बिजली उत्पादन और परिवहन के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, हाइड्रोजन उत्पादन में अक्सर अशुद्धियाँ शामिल होती हैं जो इसकी गुणवत्ता और प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती हैं। इसलिए, हाइड्रोजन उपयोग की दक्षता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए हाइड्रोजन शुद्धिकरण एक आवश्यक कदम है।

 

दबाव डालकर पोछते हुए सोखना
दबाव स्विंग सोखना (पीएसए) हाइड्रोजन शुद्धिकरण के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि है जो उच्च दबाव के तहत सक्रिय कार्बन या जिओलाइट्स जैसे झरझरा पदार्थों पर अशुद्धियों के चयनात्मक सोखना पर निर्भर करती है। फिर दबाव को कम करके और शुद्ध गैस के साथ अधिशोषक को फ्लश करके अधिशोषित अशुद्धियाँ निकल जाती हैं। पीएसए हाइड्रोजन की उच्च शुद्धता और पुनर्प्राप्ति प्राप्त कर सकता है, लेकिन इसके लिए उच्च ऊर्जा खपत, बड़े उपकरण आकार और अवशोषक के आवधिक पुनर्जनन की भी आवश्यकता होती है।

 

झिल्ली पृथक्करण
झिल्ली पृथक्करण हाइड्रोजन शुद्धिकरण के लिए एक और सामान्य तरीका है जो उनके आणविक आकार, आकार या आत्मीयता के आधार पर अन्य गैसों से हाइड्रोजन को अलग करने के लिए पॉलिमर, धातु या सिरेमिक जैसी पतली और पारगम्य सामग्री का उपयोग करता है। झिल्ली पृथक्करण कम या परिवेशीय दबाव और तापमान पर काम कर सकता है, जिससे ऊर्जा और पूंजीगत लागत कम हो जाती है। हालाँकि, झिल्ली पृथक्करण को झिल्ली का दूषण, क्षरण और चयनात्मकता जैसी चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है।

 

क्रायोजेनिक आसवन
क्रायोजेनिक आसवन हाइड्रोजन शुद्धिकरण की एक विधि है जो हाइड्रोजन और अन्य गैसों के विभिन्न क्वथनांक का उपयोग करती है। गैस मिश्रण को बेहद कम तापमान पर ठंडा करके, हाइड्रोजन को वाष्प के रूप में अलग किया जा सकता है जबकि अशुद्धियाँ तरल पदार्थ के रूप में संघनित होती हैं। क्रायोजेनिक आसवन से हाइड्रोजन की बहुत उच्च शुद्धता और पुनर्प्राप्ति प्राप्त की जा सकती है, विशेष रूप से नाइट्रोजन और हीलियम जैसी अक्रिय गैसों को हटाने के लिए। हालाँकि, क्रायोजेनिक आसवन में उच्च ऊर्जा खपत, जटिल उपकरण और सुरक्षा जोखिम भी शामिल हैं।

 

पैलेडियम प्रसार
पैलेडियम प्रसार हाइड्रोजन शुद्धिकरण की एक विधि है जो पैलेडियम धातु की अनूठी संपत्ति का उपयोग करती है, जो अपनी जाली संरचना के माध्यम से हाइड्रोजन परमाणुओं को अवशोषित और फैला सकती है। एक पतली पैलेडियम झिल्ली पर दबाव या तापमान प्रवणता लागू करके, अशुद्धियों को पीछे छोड़ते हुए, हाइड्रोजन को चुनिंदा रूप से एक तरफ से दूसरी तरफ ले जाया जा सकता है। पैलेडियम प्रसार अति-उच्च शुद्धता और हाइड्रोजन की पुनर्प्राप्ति प्राप्त कर सकता है, लेकिन यह उच्च सामग्री लागत, सीमित उपलब्धता और विषाक्तता और भंगुरता की संवेदनशीलता से भी ग्रस्त है।

 

जैविक तरीके
जैविक विधियाँ हाइड्रोजन शुद्धिकरण के लिए उभरती हुई विधियाँ हैं जो हाइड्रोजन गैस से अशुद्धियों को परिवर्तित करने या हटाने के लिए बैक्टीरिया, शैवाल या कवक जैसे सूक्ष्मजीवों को नियोजित करती हैं। उदाहरण के लिए, कुछ बैक्टीरिया कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन उत्पादन में एक सामान्य अशुद्धता, को विकास के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग कर सकते हैं और उप-उत्पादों के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन कर सकते हैं। जैविक विधियाँ कम ऊर्जा खपत, पर्यावरणीय लाभ और संभावित मूल्य वर्धित उत्पाद प्रदान कर सकती हैं। हालाँकि, जैविक तरीकों को कम दक्षता, मापनीयता और स्थिरता जैसी चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है।

हाइड्रोजन शुद्धिकरण की नई विधि
 

 

पहली बार, शोधकर्ताओं ने पारंपरिक जल-ठंडा जल गैस शिफ्ट रिएक्टर की निकास धारा से 98.8 प्रतिशत हाइड्रोजन पुनर्प्राप्त किया है, जो अब तक दर्ज किया गया उच्चतम मूल्य है।


पारंपरिक हाइड्रोजन पृथक्करण विधियों में, एक जल गैस शिफ्ट रिएक्टर का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए एक अतिरिक्त कदम की आवश्यकता होती है। जल गैस शिफ्ट रिएक्टर में, कार्बन मोनोऑक्साइड को पहले कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, और फिर अवशोषण प्रक्रिया का उपयोग करके हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड को अलग किया जाता है। तत्काल उपयोग या भंडारण के लिए शुद्ध हाइड्रोजन पर दबाव डालने के लिए एक कंप्रेसर का उपयोग किया जाता है।


कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड जैसे अन्य गैस अणुओं से हाइड्रोजन को जल्दी और आर्थिक रूप से अलग करने के लिए उच्च तापमान वाले प्रोटॉन-चयनात्मक पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली या पीईएम का उपयोग आवश्यक है। यह अन्य उच्च तापमान वाले पीईएम-प्रकार के इलेक्ट्रोकेमिकल पंपों की तुलना में उच्च तापमान पर भी काम कर सकता है, जिससे अन्य गैसों से हाइड्रोजन को अलग करने की इसकी क्षमता बढ़ जाती है।

 

हाइड्रोजन शुद्धिकरण प्रक्रिया
पृथक्करण प्राप्त करने के लिए, टीम ने एक इलेक्ट्रोड "सैंडविच" का उपयोग किया, जिसमें विपरीत चार्ज वाले इलेक्ट्रोड "ब्रेड" के रूप में कार्य करते हैं और एक झिल्ली "डेली मीट" के रूप में कार्य करती है। इलेक्ट्रोड आयनोमर बाइंडर सामग्री को इलेक्ट्रोड को एक साथ रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जैसे ग्लूटेन ब्रेड को एक साथ रखता है।


पंप में ब्रेड स्लाइस, या सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया इलेक्ट्रोड, हाइड्रोजन से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है। जबकि प्रोटॉन झिल्ली के माध्यम से यात्रा करते हैं, इलेक्ट्रॉन पंप के माध्यम से एक तार के माध्यम से यात्रा करते हैं जो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रोड को छूता है। झिल्ली से गुजरने और नकारात्मक चार्ज वाले इलेक्ट्रोड तक पहुंचने के बाद, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन एक बार फिर हाइड्रोजन बनाने के लिए संयोजित होते हैं।
क्योंकि पीईएम केवल प्रोटॉन को गुजरने की अनुमति देता है, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और नाइट्रोजन गैस नहीं गुजर सकते। टीम ने हाइड्रोजन पंप में इलेक्ट्रोड कणों को एक साथ रखने के लिए एक चिपकने वाला फॉस्फोनिक एसिड आयनोमर बाइंडर बनाया ताकि वे ठीक से काम कर सकें।


प्राकृतिक गैस पाइपलाइनों में हाइड्रोजन शुद्धिकरण की जांच के लिए शोधकर्ता अपने दृष्टिकोण और उपकरणों का उपयोग करेंगे। हालाँकि हाइड्रोजन के परिवहन और भंडारण की इस पद्धति को अभी तक व्यवहार में नहीं लाया गया है, लेकिन इसमें बहुत सारी संभावनाएं हैं। ईंधन सेल या टरबाइन जनरेटर का उपयोग करके हाइड्रोजन का उपयोग सौर और पवन ऊर्जा प्रणालियों के साथ-साथ कई अन्य पर्यावरण अनुकूल अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए किया जा सकता है।

हाइड्रोजन शुद्धिकरण
 

 

औद्योगिक गैस में विभिन्न हाइड्रोजन के साथ बड़ी संख्या में अपशिष्ट गैसें होती हैं। हाइड्रोजन का पृथक्करण और शुद्धिकरण भी पीएसए प्रौद्योगिकी के शुरुआती औद्योगिक क्षेत्रों में से एक है।


गैस मिश्रण के पीएसए पृथक्करण का सिद्धांत यह है कि विभिन्न गैस घटकों के लिए अधिशोषक की सोखने की क्षमता दबाव में परिवर्तन के साथ बदलती है। इनलेट गैस में अशुद्धता घटकों को उच्च दबाव सोखना द्वारा हटा दिया जाता है, और इन अशुद्धियों को दबाव में कमी और तापमान वृद्धि से हटा दिया जाता है। अशुद्धियों को दूर करने और शुद्ध घटकों को निकालने का उद्देश्य दबाव और तापमान परिवर्तन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।


पीएसए हाइड्रोजन उत्पादन हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए समृद्ध हाइड्रोजन को अलग करने के लिए जेजेड -512 एच आणविक छलनी अधिशोषक का उपयोग करता है, जो सोखना बिस्तर के दबाव परिवर्तन के माध्यम से पूरा किया जाता है। चूँकि हाइड्रोजन को सोखना बहुत कठिन होता है, अन्य गैसों (जिन्हें अशुद्धियाँ कहा जा सकता है) को सोखना आसान या आसान होता है, इसलिए हाइड्रोजन युक्त गैस तब उत्पन्न होगी जब यह उपचारित गैस के इनलेट दबाव के करीब होगी। विशोषण (पुनर्जनन) के दौरान अशुद्धियाँ निकलती हैं, और दबाव धीरे-धीरे कम होकर विशोषण दबाव में बदल जाता है
सोखना टावर बारी-बारी से सोखना, दबाव की प्रक्रिया को अंजाम देता है। निरंतर हाइड्रोजन उत्पादन प्राप्त करने के लिए समकरण और विशोषण। समृद्ध हाइड्रोजन एक निश्चित दबाव के तहत सिस्टम में प्रवेश करता है। समृद्ध हाइड्रोजन नीचे से ऊपर तक विशेष अवशोषक से भरे सोखना टॉवर से होकर गुजरता है। Co/CH4/N2 एक मजबूत सोखना घटक के रूप में अवशोषक की सतह पर बना रहता है, और H2 एक सोखना घटक के रूप में बिस्तर में प्रवेश करता है। सोखना टॉवर के शीर्ष से एकत्र किया गया उत्पाद हाइड्रोजन सीमा के बाहर आउटपुट होता है। जब बिस्तर में अधिशोषक CO/CH4/N2 से संतृप्त होता है, तो समृद्ध हाइड्रोजन अन्य अधिशोषण टावरों में स्विच हो जाता है। अधिशोषण विशोषण की प्रक्रिया में, अधिशोषित टॉवर में उत्पाद हाइड्रोजन का एक निश्चित दबाव अभी भी बचा हुआ है।

 

शुद्ध हाइड्रोजन के इस हिस्से का उपयोग अन्य दबाव बराबर करने वाले टावरों को अभी-अभी सोखने और फ्लश करने के लिए किया जाता है। यह न केवल सोखना टावर में शेष हाइड्रोजन का उपयोग करता है, बल्कि सोखना टावर में दबाव बढ़ने की गति को भी धीमा कर देता है, सोखना टावर में थकान की डिग्री को धीमा कर देता है, और हाइड्रोजन पृथक्करण के उद्देश्य को प्रभावी ढंग से प्राप्त करता है।

हाइड्रोजन के बारे में 7 बातें जो आपको जानना आवश्यक हैं
Hydrogen Gas Reutilization Equipment
Hydrogen Gas Reclamation Equipment
Alkaline Hydrogen Water Purifier
Hydrogen Peroxide Water Filter

हाइड्रोजन क्या है?
हाइड्रोजन हमारे ब्रह्मांड में सबसे आम तत्व है। सामान्य परिस्थितियों में यह गैसीय है और हम हाइड्रोजन गैस (H2) की बात करते हैं। हाइड्रोजन सबसे हल्की गैस है जिसे हम जानते हैं और इसलिए इसमें प्रति इकाई आयतन (एम3 में) कम ऊर्जा घनत्व होता है। प्रति वजन (किलो में) हाइड्रोजन का उच्च ऊर्जा घनत्व 120 मेगाजूल (एमजे) प्रति किलोग्राम होता है। यह प्राकृतिक गैस (45 एमजे प्रति किग्रा) से लगभग तीन गुना अधिक है। हाइड्रोजन पर अक्सर दबाव डाला जाता है। हालाँकि, हाइड्रोजन गैस पर दबाव डालने (संपीड़ित करने) के लिए भी आवश्यक ऊर्जा (लगभग 10%) की आवश्यकता होती है।

 

ग्रे और नीला हाइड्रोजन क्या है?
वर्तमान में दुनिया भर में उत्पादित लगभग सभी हाइड्रोजन तथाकथित 'ग्रे हाइड्रोजन' है। उत्पादन वर्तमान में स्टीम मीथेन रिफॉर्मिंग (एसएमआर) के माध्यम से होता है। यहां उच्च दबाव वाली भाप (H2O) प्राकृतिक गैस (CH4) के साथ प्रतिक्रिया करती है जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन (H2) और ग्रीनहाउस गैस CO2 बनती है। नीदरलैंड में, इस तरह से लगभग 0.8 मिलियन टन H2 का उत्पादन किया जाता है, जिसमें चार बिलियन क्यूबिक मीटर प्राकृतिक गैस का उपयोग होता है और 12.5 मिलियन टन का CO2 उत्सर्जन होता है।
'ब्लू हाइड्रोजन' या 'लो कार्बन हाइड्रोजन' शब्द का उपयोग तब किया जाता है जब ग्रे हाइड्रोजन उत्पादन की प्रक्रिया में जारी CO2 को बड़े पैमाने पर (80-90%) कैप्चर और संग्रहीत किया जाता है। इसे सीसीएस: कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज भी कहा जाता है। ऐसा उत्तरी सागर के नीचे खाली गैस क्षेत्रों में हो सकता है। दुनिया में कहीं और बड़े पैमाने पर नीले हाइड्रोजन का उत्पादन नहीं किया जाता है।

 

मिट्टी से सफेद हाइड्रोजन भविष्य का स्वच्छ ऊर्जा स्रोत?
हम पहले से ही ग्रे, नीले और हरे हाइड्रोजन को जानते हैं, लेकिन अब ऐसा प्रतीत होता है कि सफेद या प्राकृतिक हाइड्रोजन भी उपलब्ध है। वह प्राकृतिक गैस की तरह ही मिट्टी से आता है। जब हाइड्रोजन को ऑक्सीजन के साथ जलाया जाता है तो केवल पानी निकलता है। श्वेत हाइड्रोजन उपसतह से प्राप्त एक प्राकृतिक हाइड्रोजन है जिसमें हवा या सौर ऊर्जा (हरा) के साथ पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा बनाए जाने पर भविष्य का एक महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत बनने की क्षमता है।
फिर इसे प्राकृतिक राख या कोयले (ग्रे) से नहीं बनाया जाता है, यहां तक ​​कि पहले CO2 (नीला) को कैप्चर करके भी नहीं बनाया जाता है। गैस का उपयोग मुख्य रूप से रासायनिक उद्योग में प्रक्रियाओं को गर्म करने और स्टील और उर्वरक के उत्पादन में किया जाता है। जीवाश्म से हरित ऊर्जा में संक्रमण में, यह सूरज और हवा के बिना अवधि के दौरान बिजली के लिए भंडारण बफर के रूप में काम कर सकता है।

 

ऊर्जा संक्रमण में हाइड्रोजन क्या भूमिका निभाता है?
हमारे वर्तमान ऊर्जा मिश्रण में, लगभग 20% बिजली के रूप में और 80% प्राकृतिक गैस या तरल जीवाश्म ईंधन (पेट्रोल, डीजल) के रूप में आपूर्ति की जाती है। हमारे जलवायु लक्ष्य निकट भविष्य में इस स्थिति को काफी हद तक बदलने जा रहे हैं। पवन और सौर ऊर्जा से उत्पन्न बिजली की हिस्सेदारी तेजी से बढ़ेगी। भारी परिवहन, उद्योग और विमानन में उच्च तापमान प्रक्रियाओं जैसे कई अनुप्रयोगों के लिए, एक अच्छे विद्युत समाधान की अभी भी कमी है और अभी भी एक टिकाऊ गैस की आवश्यकता है। हाइड्रोजन यहां उपयोगी भूमिका निभा सकता है। इसके अलावा, हाइड्रोजन उन क्षणों के लिए बड़े पैमाने पर भंडारण के रूप में महत्वपूर्ण है जब हवा रहित और बादल छाए रहते हैं।

 

नागरिकों के लिए हाइड्रोजन का क्या अर्थ है?
अल्पावधि में बहुत कुछ स्पष्ट नहीं होगा। उदाहरण के लिए, यदि ऐसा होता है तो घरों में हाइड्रोजन का उपयोग लंबे समय तक विलंबित हो जाएगा। अधिकांश घरों के लिए, एक सामूहिक ताप ग्रिड या एक विद्युत ताप पंप एक बेहतर समाधान प्रदान करता है। यातायात में, हाइड्रोजन कारों की संख्या (वर्तमान में सौ से कम) और हाइड्रोजन फिलिंग स्टेशनों की संख्या (2018 में: 3) धीरे-धीरे बढ़ेगी।

 

उसके खतरे क्या हैं?
हाइड्रोजन एक बहुत हल्की गैस है, अत्यधिक ज्वलनशील है और इसका उपयोग 700 बार तक के दबाव में गतिशीलता में किया जाता है। किसी भी अन्य गैस की तरह, उत्पादन, परिवहन और उपयोग के दौरान इसे सावधानी से संभालना और इसे विशेष रूप से पेशेवर कंपनियों पर छोड़ना महत्वपूर्ण है। यदि मौजूदा गैस पाइपलाइनों में हाइड्रोजन का उपयोग किया जाना है, तो आगे की जांच करना महत्वपूर्ण है कि हाइड्रोजन वास्तव में व्यवहार में कैसे 'व्यवहार' करता है। हाइड्रोजन प्राकृतिक गैस की तुलना में हल्का है और वाल्व और सील से अधिक आसानी से बच सकता है।

 

हाइड्रोजन अनुसंधान के संदर्भ में टीएनओ क्या कर रहा है?
टीएनओ एक स्वतंत्र संगठन है जो अत्याधुनिक अनुप्रयुक्त अनुसंधान करता है। हाइड्रोजन पर इसका शोध उत्पादन, बुनियादी ढांचे और अनुप्रयोगों (रूपांतरण और अंतिम उपयोग) पर केंद्रित है। 2020 में, टीएनओ ने इन विषयों से संबंधित 50 से अधिक परियोजनाएं शुरू कीं। इन परियोजनाओं के चयन के लिंक नीचे पाए जा सकते हैं (आइटम 15)।

पीएसए हाइड्रोजन शुद्धिकरण
 

 

हाइड्रोजन गैस विभिन्न प्रक्रियाओं से उत्पन्न होती है और आमतौर पर अशुद्ध रूप में उत्पन्न होती है। विशिष्ट प्रक्रियाओं में मीथेन भाप सुधार द्वारा रासायनिक संश्लेषण, स्टाइरीन या एथिलीन संयंत्रों से ऑफ-गैसिंग जहां हाइड्रोजन गैस को उप-उत्पाद के रूप में उत्पादित किया जाता है, और हाइड्रोक्रैकिंग या डिसल्फराइजेशन जैसे पेट्रोकेमिकल अनुप्रयोग शामिल हैं। हाइड्रोजन का उपयोग करने के लिए, शुद्ध हाइड्रोजन गैस बनाने के लिए एक शुद्धिकरण प्रक्रिया आवश्यक है। हाइड्रोजन दबाव स्विंग सोखना (H2PSA) एक ऐसी प्रक्रिया है जो प्रदूषित गैस धाराओं को शुद्ध करने के लिए हाइड्रोजन की अस्थिरता और जिओलाइट्स के लिए ध्रुवता और आत्मीयता की समग्र कमी का लाभ उठाती है।


हाइड्रोजन उत्पादन में आम तौर पर दूषित पदार्थों या साइड उत्पादों का उत्पादन शामिल होता है जिन्हें हटाने की आवश्यकता होती है। इसमें कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, पानी और अप्रयुक्त हाइड्रोकार्बन जैसे यौगिक शामिल हैं। हाइड्रोजन पीएसए इन घटकों के अधिमान्य सोखना का लाभ उठाता है, उन्हें शुद्ध हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए हाइड्रोजन स्ट्रीम से हटा देता है।


परंपरागत रूप से, हाइड्रोजन पीएसए कई छलनी बिस्तरों का लाभ उठाता है और इसमें चार चरण शामिल होते हैं: एक सोखना चरण, एक अवसादन चरण, एक पुनर्जनन चरण और एक पुनरुत्पादन चरण। इस प्रक्रिया में, हाइड्रोजन की अशुद्ध धारा को छलनी के बिस्तर में प्रवाहित किया जाता है जहां अशुद्धियाँ दबाव में आणविक छलनी पर चुनिंदा रूप से सोख ली जाती हैं। सोखना चरण पूरा होने के बाद, बिस्तर पर दबाव कम करके पुनर्जनन पूरा किया जाता है जिससे अशुद्धियों की आत्मीयता कम हो जाती है जिससे उन्हें त्यागने की अनुमति मिलती है।

 

किसी भी शेष संदूषक को हटाने के लिए शुद्ध हाइड्रोजन से शुद्धिकरण करके बिस्तर को और अधिक शुद्ध किया जाता है। सोखने की प्रक्रिया को दोहराने के लिए बिस्तर पर फिर से दबाव डाला जाता है। निरंतर हाइड्रोजन उत्पादन की अनुमति देने के लिए बेड सिंक में चलते हैं।

हाइड्रोजन: भविष्य का ऊर्जा स्रोत
 

पृथ्वी पर सबसे हल्के तत्व का उपयोग बहुत विविध है। हाइड्रोजन का उपयोग ऊर्जा भंडारण माध्यम के रूप में, बिजली और गर्मी उत्पन्न करने के लिए या रासायनिक उद्योग में एक अत्यंत सक्रिय अभिकारक के रूप में किया जा सकता है।
जब ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोजन को जलाया (ऑक्सीकृत) किया जाता है, तो प्रतिक्रिया उत्पाद अपशिष्ट नहीं बल्कि केवल मौलिक पानी होता है। यदि पहले पुनर्योजी पवन या सौर ऊर्जा द्वारा संचालित इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पानी से हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता था, तो एक पूरी तरह से CO मुक्त ऊर्जा चक्र बनाया जाता है जिसमें "हरित" हाइड्रोजन का उपयोग वाहक और भंडारण तत्व के रूप में किया जाता है।
पानी के इलेक्ट्रोलाइटिक विभाजन के अलावा, पायरोलिसिस द्वारा प्राकृतिक गैस या बायोगैस (मीथेन) से हाइड्रोजन का उत्पादन भी संभव है। पायरोलिसिस में, जो पूरी तरह से CO मुक्त भी है, मीथेन को इसके प्राथमिक घटकों कार्बन और हाइड्रोजन में विभाजित किया जाता है। इस तरह से उत्पादित "फ़िरोज़ा" हाइड्रोजन का उपयोग CO मुक्त ऊर्जा वाहक के रूप में किया जा सकता है, जबकि अपशिष्ट उत्पाद कार्बन (कार्बन ब्लैक) का उपयोग पेंट, टोनर या टायर उत्पादन में रंगद्रव्य के रूप में किया जाता है।

Electrolysis Of Seawater To Produce Hydrogen
हमारी फैक्टरी
 

उत्पाद चीन के सभी क्षेत्रों में बेचे जाते हैं और दुनिया भर के देशों में निर्यात किए जाते हैं। इन्हें संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी, मोरक्को, केन्या, सऊदी अरब, वियतनाम, अल्जीरिया, भारत, तंजानिया और ताइवान सहित 20 से अधिक देशों और क्षेत्रों में बेचा गया है। चीन एयरोस्पेस, पेट्रोचाइना, चाइना न्यूक्लियर ग्रुप, बीवाईडी, जिउली स्पेशलिटी, टोनी इलेक्ट्रॉनिक्स, झेंग एनर्जी ग्रुप और अन्य प्रसिद्ध उद्यमों जैसे प्रसिद्ध उद्यमों को सफलतापूर्वक प्रदान किया गया। कई हरित हाइड्रोजन हाइड्रोजनीकरण स्टेशन हैं जैसे कि वुलांचाबु, हाइकोउ, हैनान, हैनान हाइकोउ, युन्नान कुनमिंग, आदि हरित और हाइड्रोजन-निर्माण परियोजनाएं प्रदान करते हैं।

 

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सामान्य प्रश्न

प्रश्न: हाइड्रोजन शुद्धिकरण कैसे कार्य करता है?

उत्तर: उत्प्रेरक पुनर्संयोजन या डीऑक्सीजनेशन का उपयोग ऑक्सीजन (O2) अशुद्धियों को दूर करने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया को 'डीओक्सो' प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है। ऑक्सीजन हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके जलवाष्प बनाती है, जिसे आवश्यकता पड़ने पर ड्रायर द्वारा हटाया जा सकता है। जिन उत्प्रेरकों का उपयोग किया जाता है वे प्लैटिनम समूह धातुओं (पीजीएम) पर आधारित होते हैं।

प्रश्न: हाइड्रोजन उत्पादन का सबसे स्वच्छ तरीका क्या है?

उत्तर: हाइड्रोजन का उत्पादन करने का सबसे स्वच्छ तरीका सूरज की रोशनी का उपयोग करके पानी को सीधे हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करना है।

प्रश्न: हाइड्रोजन शुद्धिकरण की ऊर्जा खपत कितनी है?

ए: {{0}}.9 की हाइड्रोजन शुद्धता के लिए, पुनर्प्राप्ति दर दबाव और झिल्ली सतह क्षेत्र के आधार पर 0.15 से 0.95 तक होती है। वैक्यूम पंप द्वारा प्रेरित अधिकतम चूषण दबाव के लिए हाइड्रोजन पृथक्करण प्रक्रिया की ऊर्जा खपत 180 kJ से लगभग 1,900 kJ/kg तक भिन्न होती है।

प्रश्न: हाइड्रोजन के लिए पीएसए प्रणाली क्या है?

ए: पेट्रोलियम रिफाइनिंग उद्योग में, पीएसए सिस्टम का उपयोग संश्लेषण गैस से हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है जो भाप-मीथेन सुधार (एसएमआर), आंशिक ऑक्सीकरण (पीओएक्स) या गैसीकरण द्वारा उत्पादित होता है। यद्यपि पीएसए तकनीक एच2 शुद्धि के लिए प्रसिद्ध है, लेकिन इसका उपयोग अन्य गैस-पृथक्करण कार्यों के लिए भी किया जा सकता है।

प्रश्न: हाइड्रोजन के शुद्धिकरण में कौन से रसायनों का उपयोग किया जाता है?

ए: सिल्वर नाइट्रेट घोल (AgNO3), लेड नाइट्रेट घोल [Pb(NO3)2], पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल (KOH) और निर्जल कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2) घोल का उपयोग दानेदार जस्ता से तैयार हाइड्रोजन गैस के शुद्धिकरण में किया जाता है।

प्रश्न: हाइड्रोजन निकालने के बाद पानी का क्या होता है?

उत्तर: पानी H2O है, जो 2 हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु से बना है। हम दोनों को अलग करने के लिए बिजली का उपयोग करते हैं, फिर H2 को संग्रहीत करते हैं और O2 को वायुमंडल में छोड़ देते हैं। लेकिन जब हम ऊर्जा बनाने के लिए H2 का उपयोग करते हैं (इसे जलाकर या ईंधन सेल में उपयोग करके), तो हम हवा से ऑक्सीजन के साथ वापस जुड़ जाते हैं। परिणाम एक बार फिर H2O है।

प्रश्न: हाइड्रोजन पर्यावरण के लिए अच्छा क्यों नहीं है?

उत्तर: लेकिन जब वायुमंडल में उत्सर्जित होता है, तो हाइड्रोजन मीथेन, ओजोन और जल वाष्प जैसी अन्य ग्रीनहाउस गैसों की मात्रा बढ़ाकर जलवायु परिवर्तन में योगदान देता है, जिसके परिणामस्वरूप अप्रत्यक्ष वार्मिंग होती है। यह एक समस्या है क्योंकि हाइड्रोजन के छोटे अणु को समाहित करना कठिन है।

प्रश्न: हाइड्रोजन उत्पादन का सबसे सस्ता तरीका क्या है?

उत्तर: अतिरिक्त हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड को पानी के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। यह विधि सबसे सस्ती, सबसे कुशल और सबसे आम है।

प्रश्न: हाइड्रोजन का उत्पादन इतना कठिन क्यों है?

उत्तर: यदि आप जीवाश्म ईंधन जलाने से उत्पन्न बिजली का उपयोग कर रहे हैं, तो हाइड्रोजन बहुत कार्बन सघन होगा। दूसरी विधि प्राकृतिक गैस (या जैसा कि हम इसे जीवाश्म गैस कहना पसंद करते हैं) को भाप के साथ मिलाना है। यह विधि वर्तमान में सभी हाइड्रोजन उत्पादन का 98% हिस्सा है।

प्रश्न: क्या हाइड्रोजन बनाने में बहुत अधिक बिजली लगती है?

ए: हाइड्रोजन के औद्योगिक उत्पादन को ध्यान में रखते हुए, और जल इलेक्ट्रोलिसिस (पीईएम या क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस) के लिए वर्तमान सर्वोत्तम प्रक्रियाओं का उपयोग करना, जिनकी प्रभावी विद्युत दक्षता 70-82% है, जिससे 1 किलो हाइड्रोजन का उत्पादन होता है (जिसकी विशिष्ट ऊर्जा 143 एमजे/ किग्रा या लगभग 40 kWh/किग्रा) के लिए 50-55 kWh बिजली की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: क्या हाइड्रोजन ज्वलनशील है?

उत्तर: ईंधन कोशिकाओं में प्रयुक्त हाइड्रोजन एक बहुत ज्वलनशील गैस है और अगर इसे ठीक से नहीं संभाला गया तो यह आग और विस्फोट का कारण बन सकती है। हाइड्रोजन एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है। प्राकृतिक गैस और प्रोपेन भी गंधहीन होते हैं, लेकिन इन गैसों में सल्फर युक्त (मर्कैप्टन) गंधक मिलाया जाता है ताकि रिसाव का पता लगाया जा सके।

प्रश्न: हाइड्रोजन प्रणाली की लागत कितनी है?

उत्तर: हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलिसिस सिस्टम की लागत 1000-$2000 डॉलर प्रति किलोवाट के बीच होती है। लक्ष्य लगभग $500 प्रति किलोवाट है। 40 से 50$ प्रति किलोवाट परिचालन व्यय।

प्रश्न: हाइड्रोजन को किस PSI पर संग्रहित किया जाता है?

ए: 5,000–10,000 पीएसआई
हाइड्रोजन को भौतिक रूप से गैस या तरल के रूप में संग्रहित किया जा सकता है। गैस के रूप में हाइड्रोजन के भंडारण के लिए आमतौर पर उच्च दबाव वाले टैंक (350-700 बार [5,000-10,000 पीएसआई] टैंक दबाव) की आवश्यकता होती है। तरल के रूप में हाइड्रोजन के भंडारण के लिए क्रायोजेनिक तापमान की आवश्यकता होती है क्योंकि एक वायुमंडल दबाव पर हाइड्रोजन का क्वथनांक -252.8 डिग्री होता है।

प्रश्न: हाइड्रोजन को शुद्ध क्यों करें?

ए: आवेदन क्षेत्र। हाइड्रोजन गैस शुद्धिकरण अक्सर उन अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक होता है जहां उच्च शुद्धता वाली हाइड्रोजन गैस महत्वपूर्ण होती है, जैसे ईंधन सेल वाहन, बिजली उत्पादन और औद्योगिक प्रक्रियाएं। इन अनुप्रयोगों में, हाइड्रोजन गैस में अशुद्धियाँ सिस्टम के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकती हैं।

प्रश्न: आप हाइड्रोजन गैस से अशुद्धियाँ कैसे दूर करते हैं?

उत्तर: यह आमतौर पर तरल नाइट्रोजन तापमान पर या पैलेडियम झिल्ली के उपयोग पर क्रायोजेनिक सोखने की विधि है। दोनों अशुद्धियों को 1 पीपीएम से कम करने में सक्षम हैं। उपयुक्त पृथक्करण प्रक्रिया का चुनाव फ़ीड और उत्पाद गैसों की विशिष्टताओं और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करता है।

प्रश्न: पानी से हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए कितनी बिजली की आवश्यकता होती है?

ए: हालाँकि, जल इलेक्ट्रोलिसिस के लिए वर्तमान सर्वोत्तम प्रक्रियाओं में 70-80% की प्रभावी विद्युत दक्षता होती है, जिससे कि 1 किलो हाइड्रोजन (जिसकी विशिष्ट ऊर्जा 143 एमजे/किग्रा या लगभग 40 किलोवाट/किलोग्राम है) का उत्पादन करने के लिए 50 की आवश्यकता होती है। -55 किलोवाट बिजली।

प्रश्न: पानी का उपयोग ईंधन के रूप में क्यों नहीं किया जा सकता?

उत्तर: पानी को ईंधन के रूप में उपयोग करने में लागत मुख्य बाधाओं में से एक है। इलेक्ट्रोलिसिस, जिसे अक्सर पानी से हाइड्रोजन निकालने की प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है, इसमें बहुत अधिक ऊर्जा का उपयोग होता है और यह महंगा हो सकता है। हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं को पारंपरिक गैसोलीन या डीजल इंजनों की तुलना में एक अलग बुनियादी ढांचे की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: हरित हाइड्रोजन के साथ क्या समस्याएँ हैं?

उत्तर: इन चुनौतियों में अन्य उत्पादन विधियों की तुलना में हरित हाइड्रोजन उत्पादन की अपेक्षाकृत उच्च लागत, हरित हाइड्रोजन की मांग की अप्रत्याशितता और भूमि और पानी पर हरित हाइड्रोजन परियोजनाओं का प्रभाव (यदि कोई हो) शामिल हैं।

प्रश्न: हाइड्रोजन के 3 नुकसान क्या हैं?

उत्तर: हाइड्रोजन अत्यधिक ज्वलनशील पदार्थ और विस्फोटक प्रकृति का है; इसे आसानी से एक स्थान से दूसरे स्थान तक नहीं ले जाया जा सकता है और इसे पानी के हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है लेकिन यह एक बहुत महंगी प्रक्रिया है।

प्रश्न: हाइड्रोजन भविष्य क्यों नहीं है?

उत्तर: इससे हाइड्रोजन ईंधन स्टेशनों का एक व्यापक नेटवर्क बनाना आवश्यक हो जाता है। इसके अलावा, हाइड्रोजन एक अत्यंत विस्फोटक और खतरनाक गैस है (हिंडनबर्ग याद है?), जिसे गैस या तरल रूप में संग्रहीत करने के लिए विशाल और बहुत मजबूत टैंकों की आवश्यकता होती है।

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