अब हाइड्रोजन-संचालित भविष्य की ओर

बिगड़ते पर्यावरण और प्रदूषण की परेशानियों पर सोच

• भंडारण के अपने खतरे भी ज्ञात हैं

• इसे नापने की नई और बेहतर विधि

• नई विधि से उपयोग में कुशलता जुड़ेगी

राष्ट्रीय खबर

रांचीः यूं तो हम पहले से ही यह जानते हैं कि हाइड्रोजन गैस कई लाभों के साथ एक आशाजनक ऊर्जा स्रोत है। यह जीवाश्म ईंधन की तुलना में हल्का, भंडारण योग्य, ऊर्जा-घना और पर्यावरण के अनुकूल है, जिससे कोई प्रदूषक या ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन नहीं होता है। इस प्रकार, परिवहन, वास्तुकला, बिजली उत्पादन और उद्योगों सहित विभिन्न क्षेत्रों में इसके व्यापक अनुप्रयोग हैं।

हालाँकि, हाइड्रोजन अत्यधिक ज्वलनशील है, और इसलिए इसके सुरक्षित और व्यापक उपयोग के लिए रिसाव का पता लगाने और इसकी शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए विश्वसनीय तरीकों की आवश्यकता होती है। विश्वसनीय पहचान विधियों की आवश्यकता ने ट्रेस-गैस सेंसिंग तकनीकों के विकास को आवश्यक बना दिया है।

एक आशाजनक तरीका ट्यूनेबल डायोड लेजर अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (टीडीएलएएस) तकनीक है, जिसने विभिन्न गैसों का पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। यह तरीका कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है, जिसमें गैर-संपर्क माप, इन सीटू डिटेक्शन, उच्च चयनात्मकता, तीव्र प्रतिक्रिया, कम लागत और बहु-घटक, बहु-पैरामीटर माप क्षमताएँ शामिल हैं।

यह इस सिद्धांत पर काम करता है कि गैसें एक विशिष्ट तरंगदैर्घ्य पर प्रकाश को अवशोषित करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप अवशोषण स्पेक्ट्रम में एक गहरी रेखा बनती है, जिसे अवशोषण रेखा के रूप में जाना जाता है। इस तरंगदैर्घ्य पर अवशोषित होने वाले लेजर प्रकाश की मात्रा को मापकर, गैस की सांद्रता निर्धारित की जा सकती है।

इस मुद्दे को संबोधित करने के लिए, चिबा विश्वविद्यालय के ग्रेजुएट स्कूल ऑफ़ इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर तात्सुओ शिना के नेतृत्व में जापान के एक शोध दल ने टीडीएलएएस का उपयोग करके सटीक हाइड्रोजन गैस माप के लिए एक अभिनव विधि विकसित की।

टीम में चिबा विश्वविद्यालय के ग्रेजुएट स्कूल ऑफ़ इंजीनियरिंग से अलीफू ज़ियाफ़ुकैती और नोफ़ेल लैग्रोसस, शिकोकू रिसर्च इंस्टीट्यूट इंक से इप्पेई असाही और टोकाई विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ़ साइंस से शिगेरू यामागुची शामिल थे।

प्रो. शिना बताते हैं , इस अध्ययन में, हमने टीडीएलएएस सेटअप में दबाव और मॉड्यूलेशन मापदंडों के सावधानीपूर्वक नियंत्रण के माध्यम से हाइड्रोजन गैस का अत्यधिक संवेदनशील पता लगाने में सफलता प्राप्त की। इसके अतिरिक्त, हमने एक अंशांकन-मुक्त तकनीक पेश की जो सांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुकूलनशीलता सुनिश्चित करती है।

टीडीएलएएस में, लेजर प्रकाश को एक दबावयुक्त गैस सेल के माध्यम से पारित किया जाता है जिसे हेरियट मल्टीपास सेल (एचएमपीसी) कहा जाता है जिसमें लक्ष्य गैस होती है। लेजर की तरंग दैर्ध्य को किसी भी पर्यावरणीय शोर को दूर करने के लिए एक विशिष्ट आवृत्ति पर गैस की लक्ष्य अवशोषण रेखा के चारों ओर मॉड्यूलेट या दोलन किया जाता है।

शोधकर्ताओं ने विभिन्न दबावों पर हाइड्रोजन की सबसे मजबूत अवशोषण रेखा की चौड़ाई का सावधानीपूर्वक विश्लेषण किया। सिमुलेशन के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने व्यापक अवशोषण रेखा चौड़ाई के लिए इष्टतम दबाव और इस रेखा चौड़ाई के भीतर सबसे प्रभावी मॉड्यूलेशन मापदंडों की पहचान की।

इसके अतिरिक्त, उन्होंने लेजर सिग्नल के मॉड्यूलेटिंग मापदंडों को ठीक करने के लिए संदर्भ के रूप में शुद्ध हाइड्रोजन युक्त एक उच्च दबाव गैस सेल का उपयोग किया।

इस अभिनव दृष्टिकोण के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने 0.01 प्रतिशत से 100 प्रतिशत तक की विस्तृत पहचान सीमा में हाइड्रोजन सांद्रता के सटीक माप प्राप्त किए, जहाँ 0.01 प्रतिशत केवल 100 भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) की सांद्रता के बराबर है। इसके अलावा, लंबे एकीकरण समय (वह समय अवधि जिसके दौरान प्रकाश को अवशोषित करने की अनुमति दी जाती है) के साथ परिणाम बेहतर हुए।

0.1 सेकंड के एकीकरण समय पर, न्यूनतम पहचान सीमा 0.3 प्रतिशत या 30,000 पीपीएम थी, जो 30 सेकंड के एकीकरण समय पर 0.0055 प्रतिशत या 55 पीपीएम तक सुधर गई। हालांकि, 30 सेकंड से आगे न्यूनतम पहचान सीमा बढ़ गई।

हमारी प्रणाली सुरक्षा और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए हाइड्रोजन पहचान प्रणालियों में महत्वपूर्ण सुधार कर सकती है, जिससे हाइड्रोजन ईंधन को व्यापक रूप से अपनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इस प्रणाली का उपयोग हाइड्रोजन ईंधन सेल कारों में रिसाव का पता लगाने के लिए मज़बूती से किया जा सकता है, अध्ययन के संभावित अनुप्रयोगों के बारे में प्रो. शिना ने टिप्पणी की।