एक हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था एक ऊर्जा उद्योग की अवधारणा है जो मुख्य रूप से या विशेष रूप से हाइड्रोजन का उपयोग ऊर्जा वाहक के रूप में करती है। अब तक, पृथ्वी पर किसी भी देश में एक हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था का एहसास नहीं हुआ है।

बिजली की तरह, हाइड्रोजन प्राथमिक ऊर्जा का स्रोत नहीं है, लेकिन पहले कृत्रिम रूप से और अन्य ऊर्जा स्रोतों (जीवाश्म, परमाणु या नवीकरणीय ऊर्जा) से ऊर्जा हानि के साथ प्राप्त किया जाना चाहिए। इस प्रकार, एक हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था स्वचालित रूप से टिकाऊ नहीं होती है, बल्कि केवल प्राथमिक ऊर्जा के रूप में टिकाऊ है, जिससे हाइड्रोजन का उत्पादन होता है। वर्तमान में, यह मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन के आधार पर रासायनिक उद्योग में उपयोग के लिए हाइड्रोजन के साथ किया जाता है, दूसरी ओर भविष्य में हाइड्रोजन अर्थव्यवस्थाओं के लिए अवधारणाएं, ज्यादातर अक्षय ऊर्जा से हाइड्रोजन की पीढ़ी पर विचार करती हैं, जो ऐसी हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था बना सकती है उत्सर्जन से मुक्त हो।

हालांकि, कई देशों में कोई क्लासिक अत्याधुनिक हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था का पीछा नहीं किया जा रहा है, लेकिन ऊर्जा संक्रमण और विस्तार के हिस्से के रूप में मौजूदा ऊर्जा बुनियादी ढांचे में हाइड्रोजन या हाइड्रोजन-व्युत्पन्न ईंधन जैसे मीथेन या मेथनॉल को एकीकृत करने की योजना है। नवीकरणीय ऊर्जा के। पावर-टू-गैस तकनीक द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जिसे दीर्घकालिक भंडारण के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है।

ऊर्जा उद्योग के स्तर
विचार ऊर्जा उद्योग के सभी स्तरों पर हाइड्रोजन के कार्यान्वयन पर आधारित हैं:

आवश्यक प्राथमिक ऊर्जा स्रोतों का विकास
ऊर्जा उत्पादन
ऊर्जा भंडारण
ऊर्जा का उपयोग
ऊर्जा व्यापार और वितरण
बिक्री और बिलिंग
आपूर्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करना
इनमें से प्रत्येक स्तर तकनीकी रूप से शोध किया गया है और आंशिक रूप से हाइड्रोजन के लिए एहसास हुआ है।

उत्पादन, भंडारण, आधारभूत संरचना
आज का हाइड्रोजन मुख्य रूप से जीवाश्म स्रोतों से (> 9 0%) उत्पादित होता है। अपने केंद्रीकृत उत्पादन को लाइट ड्यूटी ईंधन सेल वाहनों के बेड़े से जोड़ने के लिए पूंजी के बड़े निवेश के साथ वितरण बुनियादी ढांचे के बैठने और निर्माण की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, बोर्ड पर हाइड्रोजन के सुरक्षित, ऊर्जा-घने भंडारण प्रदान करने की तकनीकी चुनौती को भरने के बीच पर्याप्त सीमा प्रदान करने के लिए वाहन को दूर किया जाना चाहिए।

उत्पादन के तरीके
आणविक हाइड्रोजन सुविधाजनक प्राकृतिक जलाशयों में पृथ्वी पर उपलब्ध नहीं है। लिथोस्फीयर में अधिकांश हाइड्रोजन पानी में ऑक्सीजन से बंधे होते हैं। विनिर्माण मौलिक हाइड्रोजन को जीवाश्म ईंधन या पानी जैसे हाइड्रोजन वाहक की खपत की आवश्यकता होती है। पूर्व वाहक जीवाश्म संसाधन का उपभोग करता है और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है, लेकिन जीवाश्म ईंधन से परे कोई और ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता नहीं होती है। पानी, बाद वाले वाहक को विघटित करने के लिए कुछ प्राथमिक ऊर्जा स्रोत (जीवाश्म ईंधन, परमाणु ऊर्जा या नवीकरणीय ऊर्जा) से उत्पन्न विद्युत या ताप इनपुट की आवश्यकता होती है। लिथोस्फियर में भू-तापीय स्रोतों से प्रदूषण को परिष्कृत करके हाइड्रोजन भी उत्पादित किया जा सकता है। पवन ऊर्जा, सौर ऊर्जा, जल विद्युत, तरंग शक्ति या ज्वारीय शक्ति का उपयोग करके पानी के इलेक्ट्रोलिसिस जैसे शून्य उत्सर्जन अक्षय ऊर्जा स्रोतों द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन को हरी हाइड्रोजन कहा जाता है। गैर नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन को ब्राउन हाइड्रोजन के रूप में जाना जा सकता है। अपशिष्ट द्वारा उत्पादित या औद्योगिक उप-उत्पाद के रूप में उत्पादित हाइड्रोजन को कभी-कभी ग्रे हाइड्रोजन के रूप में जाना जाता है।

वर्तमान उत्पादन विधियां
हाइड्रोजन औद्योगिक रूप से स्टीम सुधार से उत्पादित होता है, जो प्राकृतिक गैस, तेल या कोयले जैसे जीवाश्म ईंधन का उपयोग करता है। उत्पादित हाइड्रोजन की ऊर्जा सामग्री मूल ईंधन की ऊर्जा सामग्री से कम है, इसमें से कुछ उत्पादन के दौरान अत्यधिक गर्मी के रूप में खो जाती है। भाप सुधार से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन होता है, वैसे ही एक कार इंजन भी करेगा।

बिजली और पानी का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एक छोटा सा हिस्सा (4%) उत्पादन किया जाता है, जो प्रति किलो हाइड्रोजन प्रति किलो लगभग 50 किलोवाट घंटे बिजली का उपभोग करता है।

Kvaerner-प्रक्रिया
Kværner-process या Kvaerner कार्बन ब्लैक एंड हाइड्रोजन प्रोसेस (सीबी एंड एच) एक विधि है, जिसे 1 9 80 के दशक में उसी नाम की एक नार्वेजियन कंपनी द्वारा विकसित किया गया था, हाइड्रोजन कार्बन (सीएनएचएम) से हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए, जैसे मीथेन, प्राकृतिक गैस और बायोगैस । फ़ीड की उपलब्ध ऊर्जा में, लगभग 48% हाइड्रोजन में निहित है, 40% सक्रिय कार्बन में निहित है और 10% अतिरंजित भाप में निहित है।

पानी का इलेक्ट्रोलिसिस
हाइड्रोजन उच्च दबाव इलेक्ट्रोलिसिस, पानी के कम दबाव इलेक्ट्रोलिसिस, या अन्य उभरते इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं जैसे कि उच्च तापमान इलेक्ट्रोलिसिस या कार्बन सहायक इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से किया जा सकता है। हालांकि, पानी इलेक्ट्रोलिसिस के लिए वर्तमान सर्वोत्तम प्रक्रियाओं में 70-80% की प्रभावी विद्युत दक्षता है, जिससे 1 किलो हाइड्रोजन (जिसमें 143 एमजे / किग्रा या लगभग 40 किलोवाट / किलोग्राम की विशिष्ट ऊर्जा होती है) के लिए 50-55 किलोवाट की आवश्यकता होती है बिजली। 2015 के लिए ऊर्जा हाइड्रोजन उत्पादन लक्ष्य विभाग में निर्धारित 0.06 डॉलर / किलोवाट की बिजली लागत पर, हाइड्रोजन लागत $ 3 / किग्रा है। ग्राफ से दिखाए गए अनुसार 2016 से प्राकृतिक गैस की कीमतों की सीमा के साथ (हाइड्रोजन प्रोडक्शन टेक टीम रोडमैप, नवंबर 2017) एसएमआर हाइड्रोजन की लागत $ 1.20 और $ 1.50 के बीच रखती है, इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से हाइड्रोजन की लागत कीमत अभी भी दोगुनी हो चुकी है 2015 डीओई हाइड्रोजन लक्ष्य की कीमतें 2020 में हाइड्रोजन के लिए यूएस डीओई लक्ष्य मूल्य $ 2.30 / किग्रा है, जिसके लिए बिजली की लागत $ 0.037 / किलोवाट की आवश्यकता होती है, जो कई क्षेत्रों में पवन और सौर के लिए हालिया पीपीए निविदाएं प्राप्त करने योग्य है। यह $ 4 / गेज एच 2 डिस्पेंस किए गए उद्देश्य को पहुंच के भीतर अच्छी तरह से रखता है, और एसएमआर के लिए थोड़ा ऊंचा प्राकृतिक गैस उत्पादन लागत के करीब है।

दुनिया के अन्य हिस्सों में, भाप मीथेन सुधार औसत पर $ 1-3 / किलोग्राम के बीच होता है। इससे पहले से ही कई क्षेत्रों में प्रतिस्पर्धी इलेक्ट्रोलिसिस लागत के माध्यम से हाइड्रोजन का उत्पादन होता है, जैसा कि नेल हाइड्रोजन और अन्य द्वारा उल्लिखित किया गया है, जिसमें आईईए द्वारा एक लेख शामिल है जो इलेक्ट्रोलिसिस के लिए प्रतिस्पर्धात्मक लाभ पैदा कर सकता है।

प्रायोगिक उत्पादन विधियां

जैविक उत्पादन
किण्वित हाइड्रोजन उत्पादन कार्बनिक सब्सट्रेट का जैविक सब्सट्रेट का जैव-विकिरण है जो बैक्टीरिया के एक विविध समूह द्वारा प्रकट होता है जो बहु एंजाइम सिस्टम का उपयोग करके एनारोबिक रूपांतरण के समान तीन चरणों को शामिल करता है। डार्क किण्वन प्रतिक्रियाओं को प्रकाश ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए वे लगातार दिन भर रात कार्बनिक यौगिकों से हाइड्रोजन का उत्पादन करने में सक्षम होते हैं। Photofermentation अंधेरे किण्वन से अलग है क्योंकि यह केवल प्रकाश की उपस्थिति में आता है। उदाहरण के लिए, रोडोडोबैक्टर स्पैरोराइड्स एसएच 2 सी के साथ फोटो-किण्वन को छोटे आणविक फैटी एसिड को हाइड्रोजन में परिवर्तित करने के लिए नियोजित किया जा सकता है। इलेक्ट्रोहाइड्रोजनेसिस का प्रयोग माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं में किया जाता है जहां कार्बनिक पदार्थ (जैसे सीवेज, या ठोस पदार्थ से) हाइड्रोजन का उत्पादन होता है जबकि 0.2 – 0.8 वी लागू होता है।

जैविक हाइड्रोजन एक शैवाल बायोरेक्टर में उत्पादित किया जा सकता है। 1 99 0 के उत्तरार्ध में यह पता चला कि यदि शैवाल सल्फर से वंचित है तो यह हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए ऑक्सीजन, यानी सामान्य प्रकाश संश्लेषण के उत्पादन से स्विच करेगा।

बायोरेक्टर हाइड्रोजन का उत्पादन बायोरेक्टरों में किया जा सकता है जो शैवाल के अलावा फीडस्टॉक्स का उपयोग करते हैं, सबसे आम फीडस्टॉक अपशिष्ट धाराएं होती है। इस प्रक्रिया में हाइड्रोकार्बन पर भोजन करने और हाइड्रोजन और सीओ 2 को निकालने वाले बैक्टीरिया शामिल हैं। हाइड्रोजन गैस छोड़कर सीओ 2 को कई तरीकों से सफलतापूर्वक अनुक्रमित किया जा सकता है। 2006-2007 में, नैनो लोगिक्स ने पहले उत्तर पूर्व, पेंसिल्वेनिया (यूएस) में वेल्च के अंगूर के रस कारखाने में फीडस्टॉक के रूप में कचरे का उपयोग करके एक प्रोटोटाइप हाइड्रोजन बायोरेक्टर का प्रदर्शन किया।

बायोकैलाइज्ड इलेक्ट्रोलिसिस
नियमित इलेक्ट्रोलिसिस के अलावा, माइक्रोबिस का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस एक और संभावना है। बायोकैलाइज्ड इलेक्ट्रोलिसिस के साथ, माइक्रोबियल ईंधन सेल के माध्यम से चलने के बाद हाइड्रोजन उत्पन्न होता है और विभिन्न प्रकार के जलीय पौधों का उपयोग किया जा सकता है। इनमें रीड मीठेग्रास, कॉर्डग्रास, चावल, टमाटर, ल्यूपिन और शैवाल शामिल हैं

उच्च दबाव इलेक्ट्रोलिसिस
उच्च दबाव इलेक्ट्रोलिसिस पानी के माध्यम से पारित विद्युत प्रवाह के माध्यम से पानी (एच 2 ओ) को ऑक्सीजन (ओ 2) और हाइड्रोजन गैस (एच 2) में अपघटन द्वारा पानी का इलेक्ट्रोलिसिस है। एक मानक इलेक्ट्रोलाइज़र के साथ अंतर 120-200 बार (1740-2900 पीएसआई, 12-20 एमपीए) के आसपास संकुचित हाइड्रोजन आउटपुट है। इलेक्ट्रोडिसर में हाइड्रोजन को दबाकर, रासायनिक संपीड़न के रूप में जाना जाने वाली प्रक्रिया के माध्यम से, बाहरी हाइड्रोजन कंप्रेसर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, आंतरिक संपीड़न के लिए औसत ऊर्जा खपत लगभग 3% है। यूरोपीय सबसे बड़ा (1 400 000 किलो / ए, पानी का उच्च दबाव इलेक्ट्रोलिसिस, एसीलाइन प्रौद्योगिकी) हाइड्रोजन उत्पादन संयंत्र फिनलैंड के कोकोला में काम कर रहा है।

उच्च तापमान इलेक्ट्रोलिसिस
उच्च तापमान इलेक्ट्रोलिसिस (एचटीई) के माध्यम से गर्मी और बिजली के रूप में आपूर्ति की गई ऊर्जा से हाइड्रोजन उत्पन्न किया जा सकता है। चूंकि एचटीई में कुछ ऊर्जा गर्मी के रूप में आपूर्ति की जाती है, इसलिए ऊर्जा की कम से कम दो बार (गर्मी से बिजली, और फिर रासायनिक रूप में) परिवर्तित किया जाना चाहिए, और इसलिए प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन के लिए संभावित रूप से बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

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जबकि परमाणु उत्पन्न बिजली का उपयोग इलेक्ट्रोलिसिस के लिए किया जा सकता है, परमाणु गर्मी सीधे पानी से हाइड्रोजन विभाजित करने के लिए लागू किया जा सकता है। उच्च तापमान (950-1000 डिग्री सेल्सियस) गैस ठंडा परमाणु रिएक्टरों में परमाणु गर्मी का उपयोग थर्मोकेमिकल माध्यम से पानी से हाइड्रोजन को विभाजित करने की क्षमता होती है। उच्च तापमान परमाणु रिएक्टरों में अनुसंधान अंततः एक हाइड्रोजन आपूर्ति का कारण बन सकता है जो प्राकृतिक गैस भाप सुधार के साथ लागत-प्रतिस्पर्धी है। जनरल परमाणु भविष्यवाणी करते हैं कि हाई तापमान गैस कूल्ड रिएक्टर (एचटीजीआर) में उत्पादित हाइड्रोजन की लागत 1.53 / किलोग्राम होगी। 2003 में, प्राकृतिक गैस के भाप सुधार ने हाइड्रोजन $ 1.40 / किलोग्राम पर पैदा किया। 2005 में प्राकृतिक गैस की कीमतों में, हाइड्रोजन की लागत 2.70 डॉलर प्रति किलो है।

हाई-तापमान इलेक्ट्रोलिसिस का प्रदर्शन एक प्रयोगशाला में किया गया है, जिसमें 108 एमजे (थर्मल) प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन उत्पादन होता है, लेकिन वाणिज्यिक स्तर पर नहीं। इसके अलावा, यह ईंधन कोशिकाओं में उपयोग के लिए अनुपयुक्त, निम्न गुणवत्ता वाले “वाणिज्यिक” ग्रेड हाइड्रोजन है।

फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल जल विभाजन
फोटोवोल्टिक सिस्टम द्वारा उत्पादित बिजली का उपयोग हाइड्रोजन का उत्पादन करने का सबसे साफ तरीका प्रदान करता है। इलेक्ट्रोडिसिस द्वारा हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में पानी टूट जाता है-एक फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल सेल (पीईसी) प्रक्रिया जिसे कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण भी कहा जाता है। ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों के विलियम एयर्स ने 1 9 83 में पानी के सीधे विभाजन के लिए पहली बहुआयामी उच्च दक्षता फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल प्रणाली का प्रदर्शन और पेटेंट किया। इस समूह ने प्रत्यक्ष पानी विभाजन को अब “कृत्रिम पत्ता” या “वायरलेस सौर जल विभाजन” के रूप में संदर्भित किया है पतली फिल्म असफ़ल सिलिकॉन बहुआयामी शीट सीधे पानी में डुबोया। हाइड्रोजन विभिन्न उत्प्रेरक के साथ सजाए गए सामने असंगत सिलिकॉन सतह पर विकसित हुआ, जबकि बैक्सी धातु सब्सट्रेट से ऑक्सीजन विकसित हुआ। मल्टीजंक्शन सेल के ऊपर एक नफियन झिल्ली ने आयन परिवहन के लिए एक रास्ता प्रदान किया। उनके पेटेंट में असरदार सिलिकॉन और सिलिकॉन जर्मेनियम मिश्र धातु के अलावा प्रत्यक्ष जल विभाजन के लिए कई अन्य अर्धचालक बहुआयामी सामग्री भी सूचीबद्ध हैं। अनुसंधान विश्वविद्यालयों और फोटोवोल्टिक उद्योग में उच्च दक्षता बहु-जंक्शन सेल प्रौद्योगिकी विकसित करने की दिशा में जारी है। यदि इस प्रक्रिया को फोटोवोल्टिक और इलेक्ट्रोलाइटिक प्रणाली का उपयोग करने के बजाय सीधे पानी में निलंबित फोटोकैटालिस्ट द्वारा सहायता दी जाती है, तो प्रतिक्रिया केवल एक चरण में होती है, जो दक्षता में सुधार कर सकती है।

फोटोइलेक्ट्रोकाइटिक उत्पादन
थॉमस नैन और पूर्व एंग्लिया विश्वविद्यालय में उनकी टीम द्वारा अध्ययन की गई एक विधि में इंडियम फॉस्फाइड (आईएनपी) नैनोकणों की परतों में शामिल सोने का इलेक्ट्रोड होता है। उन्होंने एक लोहे के सल्फर परिसर को स्तरित व्यवस्था में पेश किया, जो पानी में डूबे हुए और एक छोटे विद्युत प्रवाह के तहत प्रकाश के साथ विकिरणित, 60% की दक्षता के साथ हाइड्रोजन का उत्पादन किया।

2015 में, यह बताया गया था कि पैनासोनिक कॉर्प ने निओबियम नाइट्राइड के आधार पर एक फोटोकैलेटिस्ट विकसित किया है जो हाइड्रोजन गैस का उत्पादन करने के लिए पानी के अपघटन का समर्थन करने के लिए सूर्य की रोशनी का 57% अवशोषित कर सकता है। कंपनी 2020 से पहले नहीं, “जितनी जल्दी हो सके वाणिज्यिक आवेदन” प्राप्त करने की योजना बना रही है।

सौर तापीय ध्यान केंद्रित
हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में पानी को अलग करने के लिए बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है। व्यवहार्य तापमान पर प्रक्रिया को संचालित करने के लिए एक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। सौर ऊर्जा को ध्यान में रखते हुए पानी को गर्म किया जा सकता है। हाइड्रोसोल -2 स्पेन में प्लाटाफोर्मा सौर डी अल्मेरिया में एक 100 किलोवाट पायलट संयंत्र है जो पानी की गर्मी के लिए आवश्यक 800 से 1,200 डिग्री सेल्सियस प्राप्त करने के लिए सूरज की रोशनी का उपयोग करता है। हाइड्रोसोल II 2008 से ऑपरेशन में है। इस 100 किलोवाट पायलट संयंत्र का डिजाइन मॉड्यूलर अवधारणा पर आधारित है। नतीजतन, यह संभव हो सकता है कि इस तकनीक को उपलब्ध रिएक्टर इकाइयों को गुणा करके और संयंत्र को हेलीओस्टैट फ़ील्ड (सूर्य-ट्रैकिंग दर्पण के क्षेत्र) में उपयुक्त आकार के साथ मेगावाट रेंज तक आसानी से बढ़ाया जा सके।

थर्मोकेमिकल उत्पादन
352 थर्मोकेमिकल चक्र हैं जिनका उपयोग पानी के विभाजन के लिए किया जा सकता है, इन चक्रों के लगभग एक दर्जन जैसे लौह ऑक्साइड चक्र, सेरियम (चतुर्थ) ऑक्साइड-सेरियम (III) ऑक्साइड चक्र, जस्ता जिंक-ऑक्साइड चक्र, सल्फर-आयोडीन चक्र, तांबे-क्लोरीन चक्र और हाइब्रिड सल्फर चक्र अनुसंधान के तहत और बिजली के उपयोग किए बिना पानी और गर्मी से हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए परीक्षण चरण में हैं। ये प्रक्रियाएं उच्च तापमान इलेक्ट्रोलिसिस की तुलना में अधिक कुशल हो सकती हैं, जो कि 35% – 49% एलएचवी दक्षता से भिन्न है। कोयले या प्राकृतिक गैस से रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करके हाइड्रोजन का थर्मोकेमिकल उत्पादन आम तौर पर नहीं माना जाता है, क्योंकि प्रत्यक्ष रासायनिक पथ अधिक कुशल होता है।

थर्मोकेमिकल हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रियाओं में से कोई भी उत्पादन स्तर पर प्रदर्शित नहीं किया गया है, हालांकि कई प्रयोगशालाओं में प्रदर्शित किए गए हैं।

अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं के उपज के रूप में हाइड्रोजन
इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा क्लोरीन और कास्टिक सोडा का औद्योगिक उत्पादन एक उपज के रूप में हाइड्रोजन की एक बड़ी मात्रा उत्पन्न करता है। एंटवर्प के बंदरगाह में एक 1 एमडब्ल्यू प्रदर्शन ईंधन सेल पावर प्लांट ऐसे उपज द्वारा संचालित है। यह इकाई 2011 के अंत से परिचालित रही है। अतिरिक्त हाइड्रोजन अक्सर हाइड्रोजन पिंच विश्लेषण के साथ प्रबंधित होता है।

भंडारण
यद्यपि परमाणु हाइड्रोजन का द्रव्यमान आधार पर बहुत अधिक ऊर्जा घनत्व होता है, आंशिक रूप से इसके कम आणविक भार की वजह से, परिवेश की स्थितियों में गैस के रूप में इसकी मात्रा में बहुत कम ऊर्जा घनत्व होता है। यदि इसे वाहन पर संग्रहीत ईंधन के रूप में उपयोग किया जाना है, तो पर्याप्त हाइड्रोजन गैस को ऊर्जा-घने रूप में पर्याप्त ड्राइविंग रेंज प्रदान करने के लिए संग्रहीत किया जाना चाहिए।

दबावित हाइड्रोजन गैस
बढ़ते गैस के दबाव में मात्रा के कारण ऊर्जा घनत्व में सुधार होता है, छोटे, लेकिन हल्के कंटेनर टैंक नहीं (दबाव पोत देखें)। उच्च दबाव प्राप्त करने से संपीड़न को शक्ति देने के लिए बाहरी ऊर्जा का अधिक उपयोग आवश्यक होता है। संपीड़ित हाइड्रोजन के लिए आवश्यक हाइड्रोजन टैंक का द्रव्यमान वाहन की ईंधन अर्थव्यवस्था को कम कर देता है। चूंकि यह एक छोटा अणु है, इसलिए हाइड्रोजन किसी भी लाइनर सामग्री के माध्यम से फैलाने के लिए फैलता है, जिससे इसके कंटेनर का उत्सर्जन होता है, या कमजोर होता है। आज के प्रदर्शन वाहनों में बोर्ड हाइड्रोजन स्टोरेज की सबसे आम विधि लगभग 700 बार (70 एमपीए) के दबाव पर संपीड़ित गैस के रूप में है।

तरल हाइड्रोजन
वैकल्पिक रूप से, उच्च वोल्मेट्रिक ऊर्जा घनत्व तरल हाइड्रोजन या स्लैश हाइड्रोजन का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, तरल हाइड्रोजन 20.268 के (क्रायोजेनिक और फोड़े 20.268 के (-252.882 डिग्री सेल्सियस या -423.188 डिग्री फारेनहाइट) पर उबलता है। क्रायोजेनिक स्टोरेज वजन घटता है लेकिन बड़ी तरलता ऊर्जा की आवश्यकता होती है। दबाव और शीतलन चरणों को शामिल करने वाली तरल पदार्थ प्रक्रिया ऊर्जा गहन है। द्रव हाइड्रोजन की तरल हाइड्रोजन की कम घनत्व की वजह से द्रवयुक्त हाइड्रोजन में गैसोलीन की तुलना में मात्रा में कम ऊर्जा घनत्व होता है – वास्तव में शुद्ध तरल के एक लीटर में गैसोलीन (116 ग्राम) के लीटर में अधिक हाइड्रोजन होता है हाइड्रोजन (71 ग्राम)। तरल हाइड्रोजन भंडारण टैंक भी उबाल को कम करने के लिए अच्छी तरह से इन्सुलेट किया जाना चाहिए।

कोबे में एक टर्मिनल में जापान में तरल हाइड्रोजन (एलएच 2) स्टोरेज सुविधा है, और 2020 में एलएच 2 वाहक के माध्यम से तरल हाइड्रोजन का पहला शिपमेंट प्राप्त करने की उम्मीद है। हाइड्रोजन को तापमान को -253 डिग्री सेल्सियस तक कम करके तरलकृत प्राकृतिक के समान तरल किया जाता है गैस (एलएनजी) जो -162 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत है। 12.7 9% की संभावित दक्षता हानि हासिल की जा सकती है, या 33.3 किलोवाट / किलोग्राम से 4.26 किलोवाट / किलोग्राम।

हाइड्राइड के रूप में भंडारण
आण्विक हाइड्रोजन को संग्रहीत करने से अलग, हाइड्रोजन को रासायनिक हाइड्राइड या कुछ अन्य हाइड्रोजन युक्त यौगिक के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है। हाइड्रोजन गैस को हाइड्रोजन स्टोरेज सामग्री का उत्पादन करने के लिए कुछ अन्य सामग्रियों के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है, जिसे अपेक्षाकृत आसानी से पहुंचाया जा सकता है। उपयोग के बिंदु पर हाइड्रोजन भंडारण सामग्री को विघटित करने के लिए बनाया जा सकता है, जिससे हाइड्रोजन गैस मिलती है। साथ ही साथ आणविक हाइड्रोजन स्टोरेज से जुड़े द्रव्यमान और मात्रा घनत्व की समस्याएं, व्यावहारिक भंडारण योजनाओं के लिए मौजूदा बाधाएं हाइड्राइड गठन और हाइड्रोजन रिहाई के लिए आवश्यक उच्च दबाव और तापमान की स्थिति से उत्पन्न होती हैं। कई संभावित प्रणालियों के लिए हाइड्रॉइडिंग और डीहाइड्राइडिंग किनेटिक्स और गर्मी प्रबंधन भी ऐसे मुद्दे हैं जिन्हें दूर करने की आवश्यकता है। एक फ्रांसीसी कंपनी मैकफी एनर्जी मैग्नीशियम हाइड्रेट पर आधारित पहला औद्योगिक उत्पाद विकसित कर रही है, जो पहले से ही इवाटानी और एनईएल जैसे कुछ प्रमुख ग्राहकों को बेची गई है।

सोखना
एक ठोस दृष्टिकोण एक ठोस भंडारण सामग्री की सतह पर आणविक हाइड्रोजन adsorb है। उपरोक्त वर्णित हाइड्रॉइड के विपरीत, हाइड्रोजन भंडारण प्रणाली को चार्ज / डिस्चार्ज करने पर अलग / अलग नहीं होता है, और इसलिए कई हाइड्राइड स्टोरेज सिस्टम की गतिशील सीमाओं से ग्रस्त नहीं होता है। तरल पदार्थ हाइड्रोजन के समान हाइड्रोजन घनत्व उचित adsorbent सामग्री के साथ हासिल किया जा सकता है। कुछ सुझाए गए adsorbents सक्रिय कार्बन, नैनोस्ट्रक्चर कार्बन (सीएनटी सहित), एमओएफ, और हाइड्रोजन क्लैथ्रेट हाइड्रेट शामिल हैं।

भूमिगत हाइड्रोजन भंडारण
भूमिगत हाइड्रोजन भंडारण भूमिगत गुफाओं, नमक गुंबदों और अपशिष्ट तेल और गैस क्षेत्रों में हाइड्रोजन भंडारण का अभ्यास है। बिना किसी कठिनाई के कई वर्षों तक आईसीआई द्वारा भूमिगत गुफाओं में गैसीय हाइड्रोजन की बड़ी मात्रा में संग्रहित किया गया है। तरल हाइड्रोजन भूमिगत बड़ी मात्रा में भंडारण ग्रिड ऊर्जा भंडारण के रूप में कार्य कर सकता है। राउंड-ट्रिप दक्षता लगभग 40% (पंपेड-हाइड्रो (पीएचईएस) के लिए बनाम 75-80% है), और लागत पंप वाले हाइड्रो से थोड़ी अधिक है। यूरोपीय कर्मचारियों के एक कार्यकारी पेपर द्वारा संदर्भित एक अन्य अध्ययन में पाया गया कि बड़े पैमाने पर भंडारण के लिए, इलेक्ट्रोडिसर, नमक गुफा भंडारण और संयुक्त चक्र बिजली संयंत्र का उपयोग करके 2,000 घंटे के भंडारण के लिए € 140 / MWh पर हाइड्रोजन हाइड्रोजन है। यूरोपीय परियोजना हाइंडर ने 2013 में संकेत दिया कि पवन और सौर ऊर्जा के भंडारण के लिए अतिरिक्त 85 गुफाओं की आवश्यकता होती है क्योंकि इसे पीएचईएस और सीएईएस सिस्टम द्वारा कवर नहीं किया जा सकता है। नमक गुफाओं में हाइड्रोजन के भंडारण पर एक जर्मन केस स्टडी ने पाया कि यदि जर्मन पावर अधिशेष (2025 तक कुल परिवर्तनीय नवीकरणीय उत्पादन का 7% और 2050 तक 20%) को हाइड्रोजन में परिवर्तित किया जाएगा और भूमिगत भंडारित किया जाएगा, तो इन मात्राओं में कुछ 15 गुफाओं की आवश्यकता होगी 2025 तक प्रत्येक 500,000 घन मीटर और 2050 तक कुछ 60 गुफाओं – वर्तमान में जर्मनी में संचालित भूमिगत गैस गुफाओं की संख्या का लगभग एक तिहाई हिस्सा है। अमेरिका में, सैंडिया लैब्स अपशिष्ट तेल और गैस क्षेत्रों में हाइड्रोजन के भंडारण में अनुसंधान कर रहे हैं, जो आसानी से नवीकरणीय उत्पादित हाइड्रोजन की बड़ी मात्रा को अवशोषित कर सकता है क्योंकि अस्तित्व में कुछ 2.7 मिलियन कम हो गए कुएं हैं।

गैस की शक्ति
पावर टू गैस एक ऐसी तकनीक है जो विद्युत शक्ति को गैस ईंधन में परिवर्तित करती है। 2 विधियां हैं, पहला पानी के विभाजन के लिए बिजली का उपयोग करना है और परिणामी हाइड्रोजन को प्राकृतिक गैस ग्रिड में इंजेक्ट करना है। दूसरी (कम कुशल) विधि का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को मीथेन में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, (प्राकृतिक गैस देखें) इलेक्ट्रोलिसिस और सबैटियर प्रतिक्रिया का उपयोग करके। पवन जनरेटर या सौर सरणी द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त शक्ति या ऑफ पीक पावर का उपयोग ऊर्जा ग्रिड में लोड संतुलन के लिए किया जाता है। हाइड्रोजन ईंधन सेल निर्माता हाइड्रोजनिक्स और प्राकृतिक गैस वितरक एनब्रिज के लिए मौजूदा प्राकृतिक गैस प्रणाली का उपयोग कनाडा में गैस प्रणाली के लिए ऐसी शक्ति विकसित करने के लिए मिलकर बन गया है।

पाइपलाइन भंडारण
हाइड्रोजन के भंडारण के लिए एक प्राकृतिक गैस नेटवर्क का उपयोग किया जा सकता है। प्राकृतिक गैस में स्विच करने से पहले, जर्मन गैस नेटवर्क को टाउनगास का उपयोग करके संचालित किया गया था, जिसमें अधिकांश भाग में हाइड्रोजन शामिल था। जर्मन प्राकृतिक गैस नेटवर्क की स्टोरेज क्षमता 200,000 से अधिक जीडब्ल्यू है • एच जो कई महीनों की ऊर्जा आवश्यकता के लिए पर्याप्त है। तुलनात्मक रूप से, सभी जर्मन पंप स्टोरेज पावर प्लांट्स की क्षमता केवल 40 जीडब्लू है • एच। एक गैस नेटवर्क के माध्यम से ऊर्जा का परिवहन एक पावर नेटवर्क (8%) की तुलना में बहुत कम नुकसान (

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