स्रोत:spectrum.ieee.org
सौर पैनल दुनिया भर में छतों और बगीचों में बढ़ रहे हैं क्योंकि समुदाय अक्षय बिजली के लिए चिल्ला रहे हैं। लेकिन बेल्जियम में इंजीनियरों का कहना है कि पैनल रोशनी को चालू रखने के अलावा और भी बहुत कुछ कर सकते हैं - वे साइट पर हाइड्रोजन गैस का उत्पादन भी कर सकते हैं, जिससे परिवार अपने कार्बन पैरों के निशान का विस्तार किए बिना अपने घरों को गर्म कर सकते हैं।
एक टीमकैथोलिएके यूनिवर्सिटीइट ल्यूवेन, या केयू ल्यूवेन,कहते हैं कि यह विकसित हो गया हैएक सौर पैनल जो हवा में नमी का उपयोग करके सूर्य के प्रकाश को सीधे हाइड्रोजन में परिवर्तित करता है। प्रोटोटाइप जल वाष्प लेता है और इसे हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं में विभाजित करता है। यदि यह सफलतापूर्वक बढ़ता है, तो प्रौद्योगिकी हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था के सामने एक बड़ी चुनौती का समाधान करने में मदद कर सकती है।
हाइड्रोजन, जीवाश्म ईंधन के विपरीत, जब ईंधन-सेल-संचालित वाहनों या इमारतों में उपयोग किया जाता है, तो ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन या वायु प्रदूषण का उत्पादन नहीं करता है। फिर भी आज उत्पादित लगभग सभी हाइड्रोजन an . का उपयोग करके बनाया गया हैऔद्योगिक प्रक्रियाजिसमें प्राकृतिक गैस शामिल है, और यह अंततः वातावरण में अधिक उत्सर्जन को पंप करता है।
इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके "ग्रीन" हाइड्रोजन का उत्पादन कम लेकिन बढ़ती संख्या में हो रहा है, जो बिजली का उपयोग करके पानी के अणुओं को विभाजित करता है - आदर्श रूप से पवन और सौर जैसे नवीकरणीय स्रोतों से। बेल्जियम में टीम समेत अन्य शोधकर्ता प्रत्यक्ष सौर जल-विभाजन प्रौद्योगिकियों को विकसित कर रहे हैं। ये बड़े, महंगे इलेक्ट्रोलिसिस संयंत्रों की आवश्यकता को छोड़कर, सीधे सौर पैनल पर पानी को विभाजित करने के लिए रासायनिक और जैविक घटकों का उपयोग करते हैं।
"कुछ आसान या अधिक कुशल तरीके से हाइड्रोजन बनाने का तरीका खोजना शायद एक पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती की खोज है," कहते हैंजिम फेंटन, जो निर्देशित करता हैफ्लोरिडा सौर ऊर्जा केंद्रसेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में।
केयू ल्यूवेनबेल्जियम के डच-भाषी उत्तरी क्षेत्र फ़्लैंडर्स में एक घास के परिसर में बैठता है। इस महीने की शुरुआत में, प्रोफेसरजोहान मार्टेंसऔर उनकी टीम मेंभूतल रसायन विज्ञान और उत्प्रेरण केंद्रघोषणा की कि उनका प्रोटोटाइप एक पूरे वर्ष में औसतन प्रति दिन 250 लीटर हाइड्रोजन का उत्पादन कर सकता है, जिसके बारे में उनका दावा है कि यह एक विश्व रिकॉर्ड है। एक अच्छी तरह से इन्सुलेटेड बेल्जियम घर में रहने वाला एक परिवार पूरे वर्ष के दौरान अपनी बिजली और हीटिंग जरूरतों को पूरा करने के लिए इनमें से 20 पैनलों का उपयोग कर सकता है, उनका अनुमान है।
सौर पैनल 1.65 मीटर लंबा मापता है - लगभग एक रसोई रेफ्रिजरेटर या इस रिपोर्टर की ऊंचाई - और लगभग 210 वाट का रेटेड बिजली उत्पादन होता है। टीम का कहना है कि यह प्रणाली 15 प्रतिशत सौर ऊर्जा को हाइड्रोजन में परिवर्तित कर सकती है। यह 10 साल पहले पहली बार हासिल की गई 0.1 प्रतिशत दक्षता से एक महत्वपूर्ण छलांग है। (अलग से, अंतरराष्ट्रीय शोधकर्ताओं ने पिछले सालउन्होंने कहा कि उन्होंने हासिल कियाप्रत्यक्ष सौर जल विभाजन से हाइड्रोजन के उत्पादन में 19 प्रतिशत दक्षता।)
हालांकि, मार्टेंस की लैब अपनी तकनीक के बारे में चुप्पी साधे रही।टॉम बोसेरेज़, एक पोस्ट-डॉक्टोरल शोधकर्ता ने बौद्धिक संपदा संबंधी चिंताओं का हवाला देते हुए किसी भी विवरण का खुलासा करने से इनकार कर दिया। वह केवल इतना कहता है कि प्रयोगशाला "उत्प्रेरक, झिल्ली और adsorbents" में माहिर है।
"इस क्षेत्र में अपनी विशेषज्ञता का उपयोग करके, हम एक ऐसी प्रणाली विकसित करने में सक्षम थे जो हवा से पानी लेने और सौर ऊर्जा का उपयोग करके इसे हाइड्रोजन में विभाजित करने में बहुत कुशल है," बोसरेज़ ने एक ईमेल में लिखा था। एक दशक के विकास के दौरान इंजीनियरिंग की कुछ चुनौतियों के बारे में पूछे जाने पर, वे कहते हैं, "सबसे कठिन हिस्सा हवा से पानी निकालना है।"
अकादमिक पत्र प्रौद्योगिकी के बारे में बिखरे हुए सुराग प्रदान करते हैं, हालांकि बोसरेज़ का कहना है कि उनका शोध "हम जो प्रकाशित करते हैं उससे आगे निकल जाता है।" हाल के वर्षों में, इंजीनियरों ने झरझरा, बहु-जंक्शन सहित विभिन्न सामग्रियों की प्रभावकारिता का अध्ययन किया हैसिलिकॉन सौर सेल"माइक्रोमीटर-स्केल ताकना आयाम" के साथ;पतली फिल्म उत्प्रेरकमैंगनीज (III) ऑक्साइड से बना; और एक पाली (विनाइल अल्कोहल)आयनों विनिमय झिल्लीएक पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान और निकल-आधारित उत्प्रेरक शामिल हैं।
मार्टेंस आमतौर पर कहते हैं कि उनकी टीम कीमती धातुओं और अन्य महंगे घटकों के बदले "सस्ते कच्चे माल" का उपयोग कर रही है। "हम कुछ टिकाऊ डिजाइन करना चाहते थे जो कि सस्ती हो और व्यावहारिक रूप से कहीं भी इस्तेमाल किया जा सके,"उन्होंने वीआरटी . को बताया, बेल्जियम में एक सार्वजनिक प्रसारण नेटवर्क।
शोधकर्ताओं ने ग्रामीण शहर औद-हेवरली के एक घर में अपने प्रोटोटाइप का परीक्षण करने की योजना बनाई है। गर्मी के महीनों के दौरान हाइड्रोजन को एक छोटे, भूमिगत दबाव वाले बर्तन में संग्रहित किया जाएगा, फिर सर्दियों के दौरान पूरे घर में पंप किया जाएगा। यदि सब कुछ योजना के अनुसार होता है, तो मार्टेंस का कहना है कि टीम घर में 20 पैनल स्थापित कर सकती है, या अन्य परिवारों को "ग्रीन" हाइड्रोजन का उपयोग करने की अनुमति देने के लिए एक बड़ी पड़ोस प्रणाली का निर्माण कर सकती है।
फ्लोरिडा सोलर एनर्जी सेंटर के फेंटन का कहना है कि यह निर्धारित करना बहुत जल्दबाजी होगी कि हाइड्रोजन-उत्पादक सौर पैनल आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो सकते हैं या नहीं। प्रौद्योगिकी अभी भी बहुत प्रारंभिक विकास चरण में है, और विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में प्राकृतिक गैस जैसे मौजूदा हीटिंग ईंधन अपेक्षाकृत सस्ते हैं। हालाँकि, जैसे-जैसे देश जलवायु परिवर्तन को संबोधित करने के लिए काम करते हैं, और जैसे-जैसे अधिक समुदाय रूफटॉप सोलर जैसे स्थानीय नवीकरणीय ऊर्जा अवसंरचना स्थापित करते हैं, उन्हें इन हाइड्रोजन प्रणालियों के लिए एक संभावित भूमिका दिखाई देती है।
"यदि एप्लिकेशन काम करता है, तो यह हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए खुद को बहुत अच्छी तरह से उधार दे सकता है जिसे मैं अपने घर के हीटिंग के लिए स्टोर और उपयोग कर सकता हूं, खाना पकाने के लिए, शायद इसे मेरी ईंधन-सेल कार में चला सकता है," फेंटन कहते हैं। "यह भविष्य के प्रकार के अवसर हैं। लेकिन यह अभी भी कुछ ऐसा है जिसके लिए हमें तैयारी करने की जरूरत है।"
