ಹೈಡ್ರೋಜನ್

ಹೈಡ್ರೋಜನ್#

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಮೂಲಧಾತು, ಎಲ್ಲಾ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸುಮಾರು 92% ರಷ್ಟನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಹಗುರ ಮತ್ತು ಮೂಲಭೂತ ಮೂಲಧಾತು, ಇದರ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ 1. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳಿಲ್ಲ. ಇದು ಬಣ್ಣರಹಿತ, ವಾಸನಾರಹಿತ, ರುಚಿರಹಿತ, ಅಲೋಹೀಯ ಅನಿಲವಾಗಿದ್ದು, ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಿಹ್ನೆ H ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅತ್ಯಂತ ಜ್ವಲನಶೀಲವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನೇಕ ಮೂಲಧಾತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಗಗೊಂಡು ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಬಲ್ಲದು. ಇದನ್ನು ರಾಕೆಟ್ಗಳ ಇಂಧನ, ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಗೊಬ್ಬರಗಳು, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು#

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಮೂಲಧಾತು ಮತ್ತು ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಮೊದಲ ಮೂಲಧಾತು. ಇದು ಬಣ್ಣರಹಿತ, ವಾಸನಾರಹಿತ, ರುಚಿರಹಿತ ಮತ್ತು ಅಲೋಹೀಯ ಅನಿಲವಾಗಿದ್ದು, ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಿಹ್ನೆ H ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ 1, ಅಂದರೆ ಅದರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಇರುತ್ತದೆ. ಇದು ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೂ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ:

• ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ: 1
• ಪರಮಾಣು ತೂಕ: 1.008
• ಕರಗುವ ಬಿಂದು: -259.14 °C (-434.45 °F)
• ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು: -252.87 °C (-423.17 °F)
• ಸಾಂದ್ರತೆ: 0.0899 g/L (0 °C ಮತ್ತು 1 atm ನಲ್ಲಿ)
• ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವಿಕೆ: 1.6 mg/L (0 °C ನಲ್ಲಿ)
• ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ: 0.182 W/m·K
• ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆ: 0.0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಂದರೇನು?#

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಮೊದಲ ಮೂಲಧಾತು, ಇದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಿಹ್ನೆ H. ಇದು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಮೂಲಧಾತು, ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುಗಳ ಸುಮಾರು 93% ರಷ್ಟನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಣ್ಣರಹಿತ, ವಾಸನಾರಹಿತ, ರುಚಿರಹಿತ, ಅಲೋಹೀಯ ಅನಿಲವಾಗಿದ್ದು, ಎಲ್ಲಾ ಮೂಲಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

• ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ: 1
• ಪರಮಾಣು ತೂಕ: 1.008
• ಕರಗುವ ಬಿಂದು: -259.14 °C (-434.45 °F)
• ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು: -252.87 °C (-423.17 °F)
• ಸಾಂದ್ರತೆ: 0.0899 g/L (STP ಯಲ್ಲಿ)
• ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ: 1s1
• ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳು: -1, +1

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕಗಳು

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಮೂರು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಉಂಟಾಗುವ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕಗಳಿವೆ:

• ಪ್ರೋಟಿಯಮ್: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕ, ಇದರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಇರುತ್ತದೆ.
• ಡ್ಯೂಟೀರಿಯಮ್: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಸ್ಥಿರ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕ, ಇದರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಇರುತ್ತದೆ.
• ಟ್ರಿಟಿಯಮ್: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕ, ಇದರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎರಡು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

• ನೀರು (H2O): ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧ ಸಂಯುಕ್ತ, ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.
• ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ಗಳು: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಮೀಥೇನ್ (CH4), ಈಥೇನ್ (C2H6), ಮತ್ತು ಪ್ರೊಪೇನ್ (C3H8).
• ಆಮ್ಲಗಳು: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲೀಯ ಮೂಲಧಾತು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (HCl), ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (H2SO4), ಮತ್ತು ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (HNO3).
• ಕ್ಷಾರಗಳು: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಕ್ಷಾರೀಯ ಮೂಲಧಾತು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (NaOH), ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (KOH), ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (Ca(OH)2).

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಅನ್ವಯಗಳು

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

• ಇಂಧನ: ವಾಹನಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಕೇಂದ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಇಂಧನವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.
• ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ: ಸೌರ ಮತ್ತು ಗಾಳಿ ಶಕ್ತಿಯಂತಹ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.
• ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು: ಗೊಬ್ಬರಗಳು, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ಗಳು ಮತ್ತು ಔಷಧಿಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಂತಹ ವಿವಿಧ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕತ್ತರಿಸುವಿಕೆ: ಲೋಹಗಳನ್ನು ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಕತ್ತರಿಸಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ರಾಕೆಟ್ ಇಂಧನ: ರಾಕೆಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಗಳಿಗೆ ಇಂಧನವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸುರಕ್ಷತೆ

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಜ್ವಲನಶೀಲ ಅನಿಲವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸದಿದ್ದರೆ ಸ್ಫೋಟಕವಾಗಬಲ್ಲದು. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನೊಂದಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವಾಗ ಕೆಳಗಿನಂತಹ ಮುನ್ನೆಚ್ಚರಿಕೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು:

• ಸರಿಯಾದ ವಾತಾಯನವನ್ನು ಬಳಸುವುದು: ಜ್ವಲನಶೀಲ ಅನಿಲದ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ತಮ ವಾತಾಯನವಿರುವ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಬಳಸಬೇಕು.
• ಜ್ವಲನ ಮೂಲಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವುದು: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸ್ಪಾರ್ಕ್ಗಳು, ಜ್ವಾಲೆಗಳು ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಂತಹ ಜ್ವಲನ ಮೂಲಗಳಿಂದ ದೂರವಿಡಬೇಕು.
• ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ತಂಪಾದ, ಶುಷ್ಕ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಸರಿಯಾಗಿ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಿದ ಧಾರಕದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬೇಕು.

ತೀರ್ಮಾನ

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬಹುಮುಖ ಮತ್ತು ಪ್ರಮುಖ ಮೂಲಧಾತು. ಇದು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಮೂಲಧಾತು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸಾರಿಗೆಯ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ.

ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ತಯಾರಿಕೆ – H2#

ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ (H2) ತಯಾರಿಕೆ

ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್, ಇದನ್ನು ಆಣ್ವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಥವಾ ಸರಳವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ, ಇದು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಮೂಲಧಾತು. ಇದು ಬಣ್ಣರಹಿತ, ವಾಸನಾರಹಿತ, ರುಚಿರಹಿತ, ಅಲೋಹೀಯ ಅನಿಲವಾಗಿದ್ದು, ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಿಹ್ನೆ H2 ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅತ್ಯಂತ ಜ್ವಲನಶೀಲವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇಂಧನ, ಕ್ಷಯಕಾರಕ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಯಾರಿಸಲು ಹಲವಾರು ವಿಧಾನಗಳಿವೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ತನ್ನದೇ ಆದ ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕೆಲವು ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ:

1. ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದ ಉಗಿ ಸುಧಾರಣೆ:

ಇದು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅತ್ಯಂತ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುವ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲ (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೀಥೇನ್, CH4 ರಚನೆ) ಉಗಿ (H2O) ಯೊಂದಿಗೆ ಉತ್ಕರ್ಷಕದ ಸಮಕ್ಷಮದಲ್ಲಿ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಿಕಲ್ ಅಥವಾ ನಿಕಲ್ ಆಧಾರಿತ ಸಂಯುಕ್ತದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 700-1000°C) ಮತ್ತು ಒತ್ತಡಗಳಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 3-25 atm) ನಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಮೀಥೇನ್ನ ಉಗಿ ಸುಧಾರಣೆಗಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ:

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2

ಉಗಿ ಸುಧಾರಣೆಯಿಂದ ಉತ್ಪನ್ನ ಅನಿಲವು ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್, ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2), ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸದ ಉಗಿಯ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಒತ್ತಡ ಸ್ವಿಂಗ್ ಅಡ್ಸಾರ್ಪ್ಷನ್ (PSA) ಅಥವಾ ಪೊರೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯಂತಹ ವಿವಿಧ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಇತರ ಅನಿಲಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

2. ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ:

ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂರಿಸದೆ ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಶಕ್ತಿ-ತೀವ್ರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಗಣನೀಯ ಪ್ರಮಾಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ:

2H2O → 2H2 + O2

ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನಾ ಕೋಶದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿರುವ ಎರಡು ವಿದ್ಯುದ್ಗ್ರಾಹಿಗಳನ್ನು (ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್) ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹಾಯಿಸಿದಾಗ, ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ ಅನಿಲಗಳಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

3. ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಅನಿಲೀಕರಣ:

ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಅನಿಲೀಕರಣವು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲನ್ನು ಅನಿಲೀಯ ಇಂಧನವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ, ನಂತರ ಅದನ್ನು ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 1000-1500°C) ಮತ್ತು ಒತ್ತಡಗಳಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 20-70 atm) ಉಗಿ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ (ಅಥವಾ ಗಾಳಿ) ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ.

ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಅನಿಲೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ:

C + H2O + O2 → CO + H2 + CO2

ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಅನಿಲೀಕರಣದಿಂದ ಉತ್ಪನ್ನ ಅನಿಲವು ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್, ಕಾರ್ಬನ್ ಮೊನಾಕ್ಸೈಡ್ (CO), ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು PSA ಅಥವಾ ಪೊರೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯಂತಹ ವಿವಿಧ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಇತರ ಅನಿಲಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

4. ಜೈವಿಕ ದ್ರವ್ಯದ ಅನಿಲೀಕರಣ:

ಜೈವಿಕ ದ್ರವ್ಯದ ಅನಿಲೀಕರಣವು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಅನಿಲೀಕರಣಕ್ಕೆ ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿನ ಬದಲು ಜೈವಿಕ ದ್ರವ್ಯವನ್ನು (ಸಸ್ಯ ವಸ್ತು) ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಜೈವಿಕ ದ್ರವ್ಯದ ಅನಿಲೀಕರಣವು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ ಮೂಲವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಪುನಃಪೂರಣಗೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಜೈವಿಕ ದ್ರವ್ಯದ ಅನಿಲೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಅನಿಲೀಕರಣಕ್ಕೆ ಹೋಲುತ್ತದೆ:

C + H2O + O2 → CO + H2 + CO2

ಜೈವಿಕ ದ್ರವ್ಯದ ಅನಿಲೀಕರಣದಿಂದ ಉತ್ಪನ್ನ ಅನಿಲವು ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್, ಕಾರ್ಬನ್ ಮೊನಾಕ್ಸೈಡ್, ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ವಿವಿಧ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಇತರ ಅನಿಲಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

5. ನೇರ ಸೌರ ನೀರು ವಿಭಜನೆ:

ನೇರ ಸೌರ ನೀರು ವಿಭಜನೆಯು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಇನ್ನೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹಂತದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೂ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಾಭದಾಯಕವಾಗಿಲ್ಲ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದು ಶುದ್ಧ ಮತ್ತು ಸುಸ್ಥಿರ ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮೂಲವಾಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ.

ನೇರ ಸೌರ ನೀರು ವಿಭಜನೆಗಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ಸಮನಾಗಿದೆ:

2H2O → 2H2 + O2

ನೇರ ಸೌರ ನೀರು ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಫೋಟೋಕ್ಯಾಟಲಿಟಿಕ್ ನೀರು ವಿಭಜನೆ, ಫೋಟೋಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ನೀರು ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು ಸೌರ ಥರ್ಮೋಕೆಮಿಕಲ್ ನೀರು ವಿಭಜನೆಯಂತಹ ವಿವಿಧ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುವ ಕೆಲವು ವಿಧಾನಗಳು ಇವು ಮಾತ್ರ. ವಿಧಾನದ ಆಯ್ಕೆಯು ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಲಭ್ಯತೆ, ವೆಚ್ಚ, ಪರಿಸರ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ಬಯಸಿದ ಡೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲದ ಶುದ್ಧತೆ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ವಿವರವಾದ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು#

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ವಿವರವಾದ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಮೂಲಧಾತು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ವಿವಿಧ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ನಡವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅದರ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಕೆಲವು ವಿವರವಾದ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಇಲ್ಲಿವೆ:

1. ಸಮೃದ್ಧತೆ:

• ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಮೂಲಧಾತು, ಎಲ್ಲಾ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸುಮಾರು 92% ರಷ್ಟನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
• ಇದು ನಮ್ಮ ಸೂರ್ಯನನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಘಟಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅಂತರತಾರಾ ಅನಿಲ ಮೇಘಗಳಲ್ಲಿ ವಿಪುಲ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.

2. ಪರಮಾಣು ರಚನೆ:

• ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅತ್ಯಂತ ಸರಳ ಪರಮಾಣು ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.
• ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಂದು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆವೇಶಿತ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಒಂದೇ ಶೆಲ್ನಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಅನ್ನು ಪರಿಭ್ರಮಿಸುತ್ತದೆ.

3. ಸಮಸ್ಥಾನಿಕಗಳು:

• ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮೂರು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಉಂಟಾಗುವ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ಪ್ರೋಟಿಯಮ್, ಡ್ಯೂಟೀರಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಟ್ರಿಟಿಯಮ್.
• ಪ್ರೋಟಿಯಮ್ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕವಾಗಿದೆ, ಎಲ್ಲಾ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ 99.98% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಇದು ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
• ಡ್ಯೂಟೀರಿಯಮ್, ಇದನ್ನು ಭಾರೀ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ, ಇದು ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದು ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಸುಮಾರು 0.015% ರಷ್ಟನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
• ಟ್ರಿಟಿಯಮ್ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎರಡು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಸಮಸ್ಥಾನಿಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ಅಪರೂಪ ಮತ್ತು 12.3 ವರ್ಷಗಳ ಅರ್ಧಾಯುಷ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

4. ಭೌತಿಕ ಸ್ಥಿತಿ:

• ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ (0°C ಮತ್ತು 1 atm), ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಣ್ಣರಹಿತ, ವಾಸನಾರಹಿತ ಮತ್ತು ರುಚಿರಹಿತ ಅನಿಲವಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ.
• ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಹಗುರ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೂಲಧಾತು, STP ಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 0.0899 g/L ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

5. ಕರಗುವ ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುಗಳು:

• ಹೈಡ್ರ