हाइड्रोजन क्या है और यह क्यों महत्वपूर्ण है
एक तत्व, एक अणु और ऊर्जा वाहक के रूप में हाइड्रोजन, और उत्सर्जन कम करने में इसकी संभावित भूमिका।
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हाइड्रोजन आवर्त सारणी का पहला तत्व है। इसके परमाणु में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है, इसलिए यह सबसे सरल और सबसे हल्का परमाणु है। पृथ्वी पर हाइड्रोजन परमाणु लगभग कभी अकेले नहीं पाए जाते। वे जोड़ों में जुड़कर हाइड्रोजन अणु बनाते हैं, जिसे H2 लिखा जाता है। जब इंजीनियर "हाइड्रोजन" कहते हैं, तो उनका मतलब इस H2 गैस से होता है।
हाइड्रोजन हर जगह है, लेकिन लगभग हमेशा दूसरे परमाणुओं से जुड़ा हुआ। यह पानी (H2O) और आपके द्वारा संभाले गए हर हाइड्रोकार्बन में होता है: मीथेन (CH4), कच्चा तेल, कंडेन्सेट। प्रकृति में मुक्त हाइड्रोजन गैस बहुत दुर्लभ है। इसलिए हमें पानी या हाइड्रोकार्बन से हाइड्रोजन को अलग करके बनाना पड़ता है, और इसमें ऊर्जा लगती है।
ऊर्जा संक्रमण में हाइड्रोजन क्यों महत्वपूर्ण है
ऊर्जा संक्रमण (energy transition) का अर्थ है मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधनों पर आधारित ऊर्जा प्रणाली से ऐसी प्रणाली की ओर बदलाव, जिसमें ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन बहुत कम हो। जब हाइड्रोजन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, चाहे लौ में या ईंधन सेल (fuel cell) में, तो पानी बनता है। उपयोग के स्थान पर कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) उत्सर्जित नहीं होती।
इसी वजह से हाइड्रोजन उन कामों के लिए उपयोगी है जिन्हें केवल बिजली से करना कठिन है:
- ऐसी औद्योगिक प्रक्रियाएँ जिनमें अमोनिया और रिफाइनरी हाइड्रोट्रीटिंग जैसे कामों के लिए हाइड्रोजन एक रसायन के रूप में चाहिए;
- कोयले के बिना स्टील बनाना;
- भारी उद्योग में उच्च-तापमान ऊष्मा;
- लंबे समय तक ऊर्जा का भंडारण, उदाहरण के लिए भूमिगत गुफाओं में;
- भारी परिवहन और नौवहन, अक्सर अमोनिया जैसे हाइड्रोजन-आधारित ईंधनों के ज़रिए।
इसका लाभ पूरी तरह इस बात पर निर्भर करता है कि हाइड्रोजन कैसे बनाई गई थी। प्राकृतिक गैस से CO2 को पकड़े बिना बनाई गई हाइड्रोजन का कार्बन फ़ुटप्रिंट बड़ा होता है। पाठ्यक्रम के बाकी हिस्से में इस बात पर कई बार फिर चर्चा होगी।
तेल और गैस क्षेत्र के लोग इस काम के लिए बेहतर स्थिति में क्यों हैं
हाइड्रोजन परियोजनाओं के लिए ऐसे लोगों की ज़रूरत होती है जो उच्च-दाब गैस, प्रक्रिया संयंत्रों, घूर्णन उपकरणों, पाइपलाइनों, कार्य परमिट (permits to work) और प्रक्रिया सुरक्षा (process safety) को समझते हों। आज अधिकांश हाइड्रोजन प्राकृतिक गैस से ऐसे संयंत्रों में बनाई जाती है जो गैस प्रसंस्करण और रिफाइनरी इकाइयों जैसी ही दिखती हैं। आपका अनुभव एक मज़बूत शुरुआत है। नई बात कुछ ऐसे गुणों का समूह है जिनकी वजह से हाइड्रोजन मीथेन से अलग तरह से व्यवहार करती है। इन्हें मॉड्यूल 2 में विस्तार से बताया गया है।
हाइड्रोजन को ऊर्जा स्रोत के बजाय ऊर्जा वाहक क्यों कहा जाता है?