हाइब्रिड एसिड -क्षारीय जल इलेक्ट्रोलिसिस एक नई इलेक्ट्रोकेमिकल तकनीक है। यह पानी से हाइड्रोजन गैस बनाता है। यह पारंपरिक जल इलेक्ट्रोलिसिस तकनीक से अलग काम करता है। पारंपरिक इलेक्ट्रोलिसिस सिस्टम केवल एक प्रकार के इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं। वे पूरे इलेक्ट्रोलिसिस सेल के अंदर या तो क्षारीय स्थितियों या अम्लीय स्थितियों के साथ चलते हैं। हाइब्रिड एसिड {{6} क्षारीय जल इलेक्ट्रोलिसिस दो अलग-अलग इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करता है। एक कोशिका कक्ष में अम्लीय घोल होता है। दूसरे कोशिका कक्ष में क्षारीय घोल होता है। दोनों कक्षों के बीच एक विशेष झिल्ली बैठती है। यह झिल्ली अम्ल और क्षार को एक दूसरे को निष्क्रिय करने से रोकती है।
यह विशेष सेटअप प्रत्येक आधी रासायनिक प्रतिक्रिया को उसकी सर्वोत्तम पीएच स्थिति में होने देता है। हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया (एचईआर) अम्लीय कक्ष में होती है। अम्लीय तरल वातावरण में उसकी प्रतिक्रिया तेजी से चलती है। ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया (ओईआर) क्षारीय कक्ष में होती है। क्षारीय तरल वातावरण में ओईआर प्रतिक्रिया तेजी से चलती है। प्रत्येक रासायनिक प्रतिक्रिया अनुकूल गतिज परिस्थितियों में काम करती है।
दोनों कक्षों का पीएच मान अलग-अलग है। यह अंतर एक रासायनिक संभावित प्रवणता बनाता है। यह ढाल दोनों इलेक्ट्रोडों पर प्रतिवर्ती हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड क्षमता को बदल देती है। यह परिवर्तन पानी के अणुओं को विभाजित करने के लिए आवश्यक बाहरी वोल्टेज को कम करता है। प्रणाली रासायनिक संभावित ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा को जोड़ती है। यह संयोजन प्रक्रिया के कुल ऊर्जा उपयोग को कम कर देता है।
सिस्टम के प्रमुख घटक
द्विध्रुवी झिल्ली (बीपीएम)। बीपीएम सिस्टम का मुख्य भाग है। इसमें एक धनायन विनिमय परत (सीईएल) और एक आयन विनिमय परत (एईएल) है। दोनों परतें आपस में जुड़ती हैं। एक जल पृथक्करण उत्प्रेरक दो परतों के जोड़ पर रहता है। बीपीएम विपरीत ध्रुवीकरण के तहत प्रोटॉन और हाइड्रॉक्साइड आयन उत्पन्न करता है। प्रोटॉन अम्लीय कक्ष में चले जाते हैं। हाइड्रॉक्साइड आयन क्षारीय कक्ष में चले जाते हैं। बीपीएम इलेक्ट्रोलिसिस सेल के अंदर स्थिर पीएच ग्रेडिएंट रखता है।
इलेक्ट्रोड. एनोड को क्षारीय कक्ष में रखा गया है। एनोड OER प्रतिक्रिया का समर्थन करता है। निकेल आधारित सामग्री एनोड के लिए सामान्य आधार सामग्री है। निकल बुना जाल इलेक्ट्रोड कार्य के लिए एक विश्वसनीय मंच है। कैथोड को अम्लीय कक्ष में रखा जाता है। कैथोड HER प्रतिक्रिया का समर्थन करता है। द्विकार्यात्मक इलेक्ट्रोकैटलिस्ट एचईआर और ओईआर दोनों प्रतिक्रियाओं को संचालित कर सकते हैं। कोबाल्ट - निकेल फॉस्फाइड नैनोवायर इलेक्ट्रोड में यह द्विकार्यात्मक प्रदर्शन होता है।
प्रदर्शन लाभ
कई शोध परीक्षण साबित करते हैं कि इस तकनीक का कार्य प्रदर्शन बेहतर है। इसकी हाइड्रोजन उत्पादन गति 2.2 वी पर पारंपरिक क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस से चार गुना अधिक है। 200 एमए/सेमी² के वर्तमान घनत्व पर इसका ऊर्जा उपयोग लगभग 30% कम हो जाता है। सिस्टम केवल 1.39 V सेल वोल्टेज के साथ 200 mA/cm² के वर्तमान घनत्व तक पहुंचता है। यह प्रदर्शन अधिकांश पारंपरिक जल इलेक्ट्रोलाइज़र से बेहतर है। बीपीएम आधारित असममित जल इलेक्ट्रोलिसिस पारंपरिक प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली प्रणालियों और आयन एक्सचेंज झिल्ली प्रणालियों का एक अच्छा विकल्प है।
यह तकनीक बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोलाइज़र डिज़ाइन और उत्पादन का समर्थन करती है। यह इलेक्ट्रोलाइट संरचना में लचीले समायोजन की अनुमति देता है। यह प्रणाली नवीनतम उन्नत इलेक्ट्रोकैटलिस्ट के साथ काम कर सकती है। सिस्टम में स्थिर दीर्घकालिक कार्य क्षमता है। एक एकल परिसंचारी इलेक्ट्रोलाइज़र 25 घंटे से अधिक समय तक स्थिर रूप से चलता है। यह 1.550 वी पर 10 एमए/सेमी² का वर्तमान घनत्व रखता है। सिस्टम 0.908 वी के वोल्टेज पर सौर ऊर्जा के साथ भी काम कर सकता है।
