वैज्ञानिकों ने कमरे के तापमान पर हाइड्रोजन गैस बनाने की सरल तकनीक विकसित की

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सांता, सांताक्रूज (यूसीएससी) के वैज्ञानिकों ने एल्यूमीनियम और गैलियम का उपयोग करके परिवेश के तापमान पर पानी से कुशलतापूर्वक हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए एक नई विधि विकसित की है।

शोध फरवरी में एप्लाइड नैनो मैटेरियल्स पत्रिका में प्रकाशित हुआ था और इसमें एक लंबित अमेरिकी पेटेंट आवेदन है।

इस उद्देश्य के लिए एल्युमिनियम एक उत्कृष्ट उम्मीदवार सामग्री है क्योंकि अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातु हाइड्रोजन गैस को छोड़ने के लिए पानी में ऑक्सीजन अणुओं के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करती है। लेकिन धातु का शुद्ध रूप इतना प्रतिक्रियाशील होता है कि यह तुरंत हवा के साथ प्रतिक्रिया करके इसकी सतह पर एल्यूमीनियम ऑक्साइड का लेप बनाता है, जिसका अर्थ है कि यह पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं कर सकता है।

यहीं से गैलियम आता है। गैलियम कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर तरल होता है और यह नंगे धातु पर बनने वाले एल्यूमीनियम ऑक्साइड कोटिंग को हटा देता है, जिससे यह पानी के सीधे संपर्क में रहता है और इसके साथ प्रतिक्रिया करता है। हाइड्रोजन गैस का उत्पादन करने के लिए पानी के साथ एल्यूमीनियम और गैलियम की प्रतिक्रिया पहले से ही सामान्य वैज्ञानिक ज्ञान है लेकिन नई तकनीक में नवाचार शामिल हैं जो इसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों के करीब लाते हैं।

शोधकर्ताओं के अनुसार, इस तरह के पिछले अध्ययनों में ज्यादातर एल्यूमीनियम युक्त कंपोजिट का उपयोग करने पर ध्यान केंद्रित किया गया था। लेकिन उन्होंने पाया कि गैलियम युक्त मिश्रण का उपयोग करने से हाइड्रोजन उत्पादन की अप्रत्याशित रूप से उच्च दर हुई।

“प्रक्रिया के बाद, हम उपयोग किए गए गैलियम का 95 प्रतिशत आसानी से पुनर्प्राप्त कर सकते हैं, बिना अनुकूलन के। एकमात्र अन्य उत्पाद जो बनाया गया था वह एल्यूमिना था [Aluminium Oxide]जिसका उपयोग कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है,” शोध लेख के संबंधित लेखक स्कॉट ओलिवर ने ईमेल पर indianexpress.com को बताया।

यह महत्वपूर्ण है क्योंकि गैलियम एक महंगा और दुर्लभ खनिज है। एल्यूमिना में स्पार्क प्लग, घर्षण-प्रतिरोधी टाइल और काटने के उपकरण सहित कई अनुप्रयोग हैं।

मिश्रित के नए अनुपात के कारण, गैलियम न केवल एल्यूमीनियम ऑक्साइड कोटिंग को हटा रहा था, बल्कि यह एल्यूमीनियम को नैनोकणों में भी अलग कर रहा था, जिससे प्रतिक्रिया को तेज करने में मदद मिली। शोधकर्ताओं ने पाया कि मिश्रित में गैलियम और एल्यूमीनियम का 3: 1 अनुपात उच्चतम हाइड्रोजन उत्पादन के लिए इष्टतम अनुपात था। इसके अलावा, कंपोजिट बनाना बहुत आसान है। शोधकर्ताओं ने इसे मैन्युअल रूप से थोड़ी मात्रा में एल्यूमीनियम को गैलियम में मिलाकर बनाया है।

हालांकि यह देखा जाना बाकी है कि क्या इस तकनीक को व्यावसायिक मात्रा में हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए बढ़ाया जा सकता है, शोधकर्ता आशावादी हैं। “प्रौद्योगिकी को उत्पादन के औद्योगिक स्तर तक बढ़ाना संभव होना चाहिए। हम केवल हाइड्रोजन की मात्रा और हाइड्रोजन पर परिसर की सीमा को मापने के लिए हमारे उपकरण द्वारा सीमित थे। स्केल-अप के लिए मिश्र धातु के मिश्रण पर नियंत्रण की आवश्यकता होगी, लेकिन पानी मिलाने के बाद प्रतिक्रिया स्वतःस्फूर्त होती है, ”ओलिवर ने कहा।

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए दुनिया भर में धक्का काफी हद तक बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों (बीईवी) पर केंद्रित है, जो आम तौर पर बिजली को स्टोर करने के लिए लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग करते हैं जिसका उपयोग इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग करके वाहन को चलाने के लिए किया जा सकता है। एक वैकल्पिक तकनीक में हाइड्रोजन से बिजली उत्पन्न करने के लिए “हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं” का उपयोग शामिल है और इसका उपयोग वाहन को बिजली देने के लिए किया जाता है।

हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन बीईवी पर कुछ फायदे पेश करते हैं – उन्हें हाइड्रोजन से ईंधन भरा जा सकता है क्योंकि एक पारंपरिक वाहन को जीवाश्म ईंधन से भरा जा सकता है। इसके अलावा, वे लिथियम और कोबाल्ट जैसे खनिजों पर निर्भरता कम करते हैं, जिनका उपयोग लिथियम-आयन बैटरी बनाने के लिए किया जाता है।

लेकिन हाइड्रोजन के इस्तेमाल से एक बड़ा नुकसान भी होता है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के अनुसार, दुनिया के अधिकांश हाइड्रोजन गैस उत्पादन प्राकृतिक गैस जैसे जीवाश्म ईंधन में सुधार से आता है। और अक्षय स्रोतों से बिजली का उपयोग करके हाइड्रोजन का उत्पादन एक ऊर्जा-गहन प्रक्रिया है। यूसीएससी द्वारा उत्पादित नई प्रौद्योगिकियां बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन ईंधन अपनाने के लिए इस बाधा को दूर कर सकती हैं।