मीठे पानी के संसाधनों की सीमित उपलब्धता, जो पृथ्वी पर कुल पानी का लगभग 3.5% है, ने ऊर्जा पुनर्चक्रण के लिए प्रचुर समुद्री जल के उपयोग के महत्व पर जोर दिया है। समुद्री जल अलवणीकरण पेयजल संसाधनों की कमी को दूर करने के लिए एक व्यवहार्य समाधान प्रस्तुत करता है; हालाँकि, आसवन और झिल्ली उपचार जैसी पारंपरिक विधियाँ अक्सर महंगी होती हैं।
कार्बन तटस्थता और चरम कार्बन उत्सर्जन को प्राप्त करने के लिए हाइड्रोजन-आधारित ऊर्जा अर्थव्यवस्था का त्वरण महत्वपूर्ण है। इसके अनुरूप, स्टेट काउंसिल द्वारा जारी "कार्बन पीक बाय 2030 एक्शन प्लान" कम लागत वाली नवीकरणीय ऊर्जा हाइड्रोजन उत्पादन और तकनीकी नवाचार पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता पर जोर देता है। यह उद्योग, परिवहन और निर्माण जैसे विभिन्न क्षेत्रों में हाइड्रोजन प्रौद्योगिकी के अनुसंधान, विकास और प्रदर्शन अनुप्रयोगों में तेजी लाने के महत्व पर भी प्रकाश डालता है।
समुद्री जल मीठे पानी से काफी भिन्न होता है, जो पृथ्वी के पानी का लगभग 96.5% बनता है और इसमें 92 रसायनों और तत्वों का एक जटिल मिश्रण होता है। समुद्री जल की लवणता लगभग 35 पीएसयू (35‰) है, जिसमें सोडियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम, पोटेशियम, क्लोरीन और सल्फेट आयन होते हैं, जो इसकी कुल नमक सामग्री का 99% से अधिक है। समुद्री जल से हाइड्रोजन उत्पादन को कई आयनों, सूक्ष्मजीवों और कणों की उपस्थिति के कारण चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिससे प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं में प्रतिस्पर्धा, उत्प्रेरक निष्क्रियता और झिल्ली फाउलिंग जैसे मुद्दे हो सकते हैं।
समुद्री जल से हाइड्रोजन उत्पादन के लिए दो अलग-अलग तकनीकी दृष्टिकोण विकसित किए गए हैं: प्रत्यक्ष उत्पादन और अप्रत्यक्ष उत्पादन। प्रत्यक्ष उत्पादन में पानी का इलेक्ट्रोलिसिस या फोटोलिसिस शामिल होता है। चीनी विज्ञान अकादमी, फ्रांस का राष्ट्रीय वैज्ञानिक अनुसंधान केंद्र, जापान का तोहोकू प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, बीजिंग रासायनिक प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, भारत का वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान परिषद और ह्यूस्टन विश्वविद्यालय सहित दुनिया भर के अग्रणी अनुसंधान संस्थान सक्रिय रूप से प्रत्यक्ष रूप से शामिल हैं। हाइड्रोजन उत्पादन अनुसंधान। दूसरी ओर, अप्रत्यक्ष उत्पादन, इलेक्ट्रोलिसिस, फोटोलिसिस और पायरोलिसिस जैसी हाइड्रोलाइटिक प्रक्रियाओं के साथ समुद्री जल अलवणीकरण प्रौद्योगिकियों को जोड़ता है।
वर्तमान में, दुनिया का 90% से अधिक हाइड्रोजन कार्बन-आधारित ऊर्जा स्रोतों, जैसे कोयला और प्राकृतिक गैस से उत्पादित होता है। हालाँकि, कार्बन तटस्थता के भविष्य के प्रभावों और मीठे पानी के संसाधनों की कमी को देखते हुए, पानी आधारित हाइड्रोजन उत्पादन में रुचि बढ़ रही है। "अलवणीकरण के बिना यथास्थान समुद्री जल प्रत्यक्ष इलेक्ट्रोलिसिस हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक" अत्यधिक सैद्धांतिक, तकनीकी और रणनीतिक महत्व रखती है।
इस साल जुलाई में, निंगबो इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स टेक्नोलॉजी एंड इंजीनियरिंग, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज ने एक फ्लैट ट्यूबलर सॉलिड ऑक्साइड ईंधन सेल का उपयोग करके उच्च तापमान इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से समुद्री जल से हाइड्रोजन का उत्पादन करने में एक अभूतपूर्व विकास की सूचना दी। शोध दल ने उत्कृष्ट धातु उत्प्रेरक की आवश्यकता के बिना 72.47% की प्रभावशाली ऊर्जा रूपांतरण दक्षता हासिल की। दीर्घकालिक प्रयोगों ने कोशिका की संरचना, संरचना और प्रदर्शन में न्यूनतम परिवर्तन प्रदर्शित किए, जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक वोल्टेज कमरे के तापमान वाली कोशिकाओं की तुलना में काफी कम रहा।
शोधकर्ताओं ने निंगबो शहर के तटीय जल से वाष्पशील समुद्री जल युक्त ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के माध्यम से वाहक गैस के रूप में कार्य करने वाले हाइड्रोजन को प्रवाहित करके 750 डिग्री पर इलेक्ट्रोलिसिस किया। समुद्री जल को पहले से गर्म और वाष्पित करके, अधिकांश अशुद्धियों को सीधे इलेक्ट्रोलाइज़र से संपर्क करने से रोका गया, जिससे क्षति का जोखिम कम हो गया।
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