एक नये मेंप्रकृति संचारअध्ययनशोधकर्ताओं ने झीलों और जलाशयों के तल पर स्थित मौजूदा पाइपों का उपयोग करके हाइड्रोजन भंडारण के लिए एक नई विधि का प्रस्ताव रखा है।

हाइड्रोजन जीवाश्म ईंधन के एक आशाजनक विकल्प के रूप में सामने आया हैऊर्जा उत्पादनकई उद्योगों में.फोकस विशेष रूप से हरित हाइड्रोजन पर है, जो पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से उत्पन्न होता हैपुनःप्राप्य उर्जा स्रोतजैसे सौर, पवन और वायु।

बहरहाल, हरित हाइड्रोजन को व्यापक रूप से अपनाने में चुनौतियों का सामना करना पड़ा है, मुख्य रूप से पर्याप्त भंडारण समाधानों की कमी के कारण।

यह अध्ययन हरित हाइड्रोजन के भंडारण के साधन के रूप में उच्च घनत्व पॉलीथीन (एचडीपीई) पाइप के उपयोग की सिफारिश करता है।एचडीपीई पाइप का उपयोग झीलों, जलाशयों या जलविद्युत भंडारण प्रणालियों के तल पर किया जाता हैजल प्रबंधन.

Phys.org ने अध्ययन के पहले लेखक, डॉ. जूलियन डेविड हंट, जो सऊदी अरब में किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (KAUST) में एक शोध वैज्ञानिक हैं, से बात की।

उन्होंने बताया कि गहरे समुद्र में संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण (सीएईएस) पर उनके पिछले काम ने उन्हें नई रणनीतियों की खोज के लिए प्रेरित किया।हाइड्रोजन भंडारण.

वर्तमान भंडारण समाधान की सीमाएँ

आज हाइड्रोजन भंडारण के कई विकल्प उपलब्ध हैं, जो हाइड्रोजन के भंडारण के तरीके के आधार पर अलग-अलग हैं।

उदाहरण के तौर पर, संपीड़ित हाइड्रोजन को उच्च दबाव में विशेष टैंकों में रखा जाना चाहिए, तरल हाइड्रोजन को बेहद कम तापमान पर संग्रहीत किया जाना चाहिए, और भूमिगत भंडारण समाधान विशिष्ट क्षेत्र पर निर्भर करते हैं।

क्षेत्र-निर्भर समाधानों, जैसे नमक गुफाओं और ख़त्म होते प्राकृतिक गैस भंडारों के साथ, विधि बहुत स्केलेबल नहीं है।ऐसा इसलिए है क्योंकि ये संसाधन भौगोलिक रूप से उपलब्ध नहीं हो सकते हैं जहां हाइड्रोजन भंडारण की आवश्यकता होती है।

डॉ. हंट और उनकी टीम द्वारा एचडीपीई पाइपों का उपयोग अधिक व्यापक रूप से लागू होने वाली विधि है क्योंकि ये पाइप पहले से ही झीलों, जलाशयों और अन्य जलविद्युत भंडारण प्रणालियों के तल पर मौजूद हैं।

हालाँकि, समुद्र तल, नदी तल, झीलों और अन्य जल निकायों की पानी के नीचे की गहराई के बारे में अपर्याप्त जानकारी के कारण इस विकल्प को अपनाना चुनौतीपूर्ण साबित हुआ।

डॉ. हंट ने कहा, "मुख्य मुद्दा झीलों और जलाशयों के बाथिमेट्रिक डेटा की कमी है। अनिवार्य रूप से, यह डेटा समुद्र तल या झील के तल के स्थलाकृतिक मानचित्र का प्रतिनिधित्व करता है, जो जलमग्न क्षेत्रों के आकार, विशेषताओं और संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करता है।"

एचडीपीई पाइप का उद्देश्य

एचडीपीई पाइप का वास्तविक उद्देश्य जल निकायों में जल प्रबंधन है।इनका उपयोग कृषि, उपभोक्ता आवश्यकताओं और जल निकासी सहित विभिन्न उद्देश्यों के लिए पानी के परिवहन के लिए किया जा सकता है।

सामग्री को पानी के भीतर उच्च दबाव का सामना करने के लिए बनाया गया है, जो इसे अत्यधिक टिकाऊ बनाता है और यह संक्षारण और क्षरण के लिए भी प्रतिरोधी है, जो इसे दीर्घकालिक उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।

इसके अतिरिक्त, इन पाइपों के चारों ओर बजरी डाली जाती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे स्थिर हैं और पानी के प्रवाह के कारण हिलते नहीं हैं, जो पाइपों के लिए समर्थन के रूप में कार्य करता है।

यदि हाइड्रोजन भंडारण के लिए एचडीपीई पाइपों का उपयोग करने की आवश्यकता हो तो ये कारक भी वांछनीय हैं।

भंडारण के रूप में एचडीपीई पाइप

इन पाइपों में ऊपर से हाइड्रोजन डाला जा सकता है, जिससे पानी पाइपों में चला जाता है।अनावश्यक विस्तार या संपीड़न से बचने के लिए हाइड्रोजन को एक निश्चित दबाव पर संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है।यह स्वाभाविक रूप से पाइपों के ऊपर पानी के स्तंभ के दबाव के कारण प्राप्त होता है।

आंतरिक हाइड्रोजन दबाव को बाहर पानी के दबाव के समान स्तर पर बनाए रखकर, सिस्टम यह सुनिश्चित करता है कि हाइड्रोजन का विस्तार न हो और पाइपों पर दबाव न पड़े।

जब पानी का स्तर और, परिणामस्वरूप, पानी के दबाव में उतार-चढ़ाव होता है, तो पानी और हाइड्रोजन दोनों के प्रवाह को समायोजित करने के लिए दबाव राहत वाल्व लगाए जाते हैं, इस प्रकार पाइपों में एक स्थिर दबाव बनाए रखा जाता है।

यदि भारी बारिश के कारण जल स्तर बढ़ता है, तो इससे दबाव में वृद्धि होगी।ऐसे परिदृश्य में, दबाव राहत वाल्वों का उपयोग हाइड्रोजन को निकालने के लिए किया जाता है, जिससे अतिरिक्त पानी अंदर दबाव बनाए रखने में मदद मिलती हैपाइप.

यह केवल इसलिए काम करता है क्योंकि हाइड्रोजन पानी में अघुलनशील है, जिससे यह प्रक्रिया जलीय जीवन के लिए हानिरहित हो जाती है और पर्यावरणीय प्रभाव कम हो जाता है।

अनंत संभावनाएँ

शोधकर्ताओं ने प्रस्तावित भंडारण समाधान की क्षमता को समझने के लिए कैलिफोर्निया में ओरोविल जलाशय के डेटा का उपयोग किया।

उन्होंने पाया कि उनकी प्रस्तावित विधि का उपयोग करके हाइड्रोजन भंडारण की स्तरीकृत लागत एक वर्ष में 200 मीटर की गहराई पर लगभग 0.17 USD प्रति किलोग्राम आती है।

उन्होंने आगे पाया कि यह विधि सौर ऊर्जा उत्पादन की तुलना में अधिक स्थान-कुशल है, जिसमें सौर पैनल स्थापना की तुलना में भंडारण के लिए लगभग 38 गुना कम क्षेत्र की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, यह तकनीक अत्यधिक बहुमुखी प्रतिभा प्रदर्शित करती है, जो इसे वर्तमान जलविद्युत बुनियादी ढांचे के अनुकूल बनाती है।यह जलाशयों में अलग-अलग जल स्तर को भी समायोजित कर सकता है, जिससे स्तर बढ़ने पर भंडारण क्षमता बढ़ जाती है।

शोधकर्ताओं ने कृत्रिम झीलों और जलाशयों के डेटा का भी उपयोग किया।

आंकड़ों से पता चलता है कि झीलों और जलाशयों में हाइड्रोजन भंडारण की वैश्विक क्षमता 15 पीडब्ल्यूएच (पेटावाट-घंटे) होने का अनुमान है, जिसमें प्राकृतिक झीलों में 12 पीडब्ल्यूएच और कृत्रिम जलाशयों में 3 पीडब्ल्यूएच शामिल हैं।

अकेले कैस्पियन सागर इस क्षमता के आधे से अधिक (6.4 PWh) का प्रतिनिधित्व करता है।

"जलविद्युत जलाशयों और झीलों में हाइड्रोजन भंडारण की संभावना बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन भंडारण के लिए संभावित स्थानों को काफी हद तक बढ़ा देती है, विशेष रूप से ऊर्जा (शहर, औद्योगिक जिले) या नवीकरणीय ऊर्जा आपूर्ति (सौर, पवन और जलविद्युत संयंत्र) की मांग के करीब,"डॉ. हंट ने कहा.

भविष्य की हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था

डॉ. हंट ने समझाया, "झीलों और जलाशयों में बजरी और पाइप के साथ हाइड्रोजन भंडारण दीर्घकालिक हाइड्रोजन भंडारण के लिए एक प्रतिस्पर्धी विकल्प है और भविष्य की हाइड्रोजन अर्थव्यवस्थाओं के विकास का समर्थन कर सकता है।"

चूंकि यह विधि मौजूदा बुनियादी ढांचे का उपयोग करती है, इसलिए यह लागत प्रभावी है।इसके अलावा, चूंकि हाइड्रोजन पानी में अघुलनशील है, इसलिए इस दृष्टिकोण से कोई पर्यावरणीय खतरा नहीं है।

हालाँकि, डॉ. हंट ने बताया, "मुख्य पर्यावरणीय प्रभाव नीचे बड़ी पाइपलाइनों का अस्तित्व हैझील/जलाशय, जो जलाशय के निचले भाग में जीव-जंतुओं और वनस्पतियों को बाधित कर सकता है।"

इस क्षेत्र में व्यापक डेटा की कमी थोड़ी समस्या है, डॉ. हंट ने संकेत दिया है कि यह शोध का एक क्षेत्र हो सकता है जिसे वह तलाशना चाहेंगे।

"एक दिलचस्प शोध [विषय] बड़े पैमाने पर सभी संभावित विकल्पों को संयोजित करना होगाहाइड्रोजनभूवैज्ञानिक, जलाशयों, झीलों और समुद्री भंडारण सहित एक डेटाबेस में भंडारण," उन्होंने निष्कर्ष निकाला।

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