वैज्ञानिकों ने यूरिया इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा ऊर्जा कुशल हाइड्रोजन उत्पादन विकसित किया
- भारतीय वैज्ञानिकों ने यूरिया के इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से ऊर्जा कुशल हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक इलेक्ट्रोकैटलिस्ट सिस्टम तैयार किया है।
यूरिया इलेक्ट्रोलिसिस
- एक नई तकनीक विकसित की गई है जो एक सस्ती निकल उत्प्रेरक के साथ विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण के माध्यम से यूरिन और यूरिया के शुद्ध हाइड्रोजन में सीधे रूपांतरण को पूरा करती है।
- यूरिया इलेक्ट्रोलिसिस कम लागत वाले हाइड्रोजन उत्पादन के साथ यूरिया आधारित अपशिष्ट उपचार की दिशा में सहायक है।
- पानी के बंटवारे, ऑक्सीजन के विकास के ऊर्जा-गहन समकक्ष को यूरिया इलेक्ट्रोलिसिस में यूरिया ऑक्सीकरण से बदला जा सकता है।
- यूरिया ऑक्सीकरण से जुड़ी मुख्य चुनौती उत्प्रेरक की लंबी गतिविधि को बनाए रखना है क्योंकि सक्रिय साइट पर प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती (COx) का मजबूती से सोखना, जिसे उत्प्रेरक विषाक्तता कहा जाता है, गतिविधि न होने का कारण बनता है।
शोध
- सेंटर फॉर नैनो एंड सॉफ्ट मैटर साइंसेज (CeNS) ने यूरिया के इलेक्ट्रो-ऑक्सीडेशन से हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए निकल ऑक्साइड (NiOx) आधारित प्रणाली विकसित की है।
- वैज्ञानिकों ने इलेक्ट्रोकैटलिस्ट्स की खोज की है और दिखाया है कि सतह के दोषपूर्ण NiO और Ni2O3 सिस्टम जिनमें अधिक Ni3+ आयन होते हैं, पारंपरिक NiO की तुलना में अधिक कुशल इलेक्ट्रोकैटलिस्ट हैं।
- उन्होंने NiO (e-NiO) में सतह दोषपूर्ण असंतृप्त Ni साइटों का उत्पादन करने के लिए उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग किया है।
- अध्ययन से पता चलता है कि e-NiO यूरिया के अणुओं के मजबूत सोखने के कारण यूरिया इलेक्ट्रो-ऑक्सीडेशन के प्रत्यक्ष तंत्र को पसंद करता है, जबकि NiO कम गतिविधि वाले अप्रत्यक्ष तंत्र का पक्षधर है।
- प्रमुख इलेक्ट्रोकैटलिस्ट विष COx को KOH और यूरिया के मोलर अनुपात को बेहतर कैनेटीक्स के साथ समायोजित करके हटाया जा सकता है।
- कुछ शोधकर्ताओं की राय है कि ई-बीम उपचार इलेक्ट्रोकैटलिस्ट्स पर बड़ी संख्या में समन्वित रूप से असंतृप्त सक्रिय साइटों का उत्पादन करने का एक प्रभावी तरीका है।
- यह देखा गया है कि ये उत्पन्न साइटें यूरिया को प्रभावी ढंग से सोख लेती हैं और प्रत्यक्ष यूरिया इलेक्ट्रो-ऑक्सीडेशन तंत्र (UOR) का पक्ष लेती हैं।
- शोधकर्ता ने एक और Ni3+ ऑक्साइड सिस्टम (Ni2O3) पर अध्ययन जारी रखा, जिससे पता चला कि Ni2O3 पर सक्रिय प्रजाति Ni3+O(OH) में NiO की तुलना में अधिक COx सहिष्णुता है।
- उच्च वैलेंट Ni ऑक्साइड प्रणाली की सक्रिय प्रजातियों का उत्प्रेरक गतिविधि पर गहरा प्रभाव पड़ता है।
लाभ
- यूरिया इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से जल इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए ऊर्जा की आवश्यकता को 70% तक कम किया जा सकता है।
- कम लागत वाले हाइड्रोजन उत्पादन के साथ यूरिया आधारित अपशिष्ट उपचार का उपयोग हमारे देश के लाभ के लिए ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जा सकता है।
- इस प्रक्रिया के लिए कम लागत, पृथ्वी-प्रचुर मात्रा में नी-आधारित उत्प्रेरक व्यापक रूप से लागू होते हैं।
निष्कर्ष
- यूरिया इलेक्ट्रोलिसिस कम लागत वाले हाइड्रोजन उत्पादन के साथ यूरिया आधारित अपशिष्ट उपचार की दिशा में सहायक है।
- भारत यूरिया उत्पादन में शीर्ष देशों में से एक है और 2019-20 के दौरान 244.55 LMT यूरिया का उत्पादन किया।
- नाइट्रोजनयुक्त उर्वरक उद्योग अपशिष्ट के रूप में अमोनिया और यूरिया की उच्च सांद्रता उत्पन्न करते हैं।
- इसका उपयोग हमारे देश के लाभ के लिए ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जा सकता है।