سمندری پانی سے ہائیڈروجن

تحقیق اور ادب کے دائرے میں، سمندری پانی کے الیکٹرولیسس اور میٹھے پانی کے برقی تجزیہ کے درمیان لاگت کے موازنہ نے خاصی توجہ حاصل کی ہے۔ اگرچہ مخصوص عوامل اور ٹیکنالوجیز کے لحاظ سے کچھ تغیرات موجود ہو سکتے ہیں، لیکن ایک فراخدلانہ تحقیق دلچسپ بصیرت کو ظاہر کرتی ہے:

کم سرمائے کی لاگت کے لیے ممکنہ
سمندری پانی کے الیکٹرولیسس میٹھے پانی کے برقی تجزیہ کے مقابلے میں کم سرمائے کی لاگت کا وعدہ کرتا ہے۔ فضلے کے نمکین پانی کا قدرتی خاتمہ، جو صرف نمکیات سے تھوڑا سا افزودہ ہوتا ہے، وسیع اضافی علاج کے عمل کی ضرورت کو کم کرتا ہے۔ نیز، یہ موروثی فائدہ سمندری پانی کے الیکٹرولیسس سسٹم کے زیادہ لاگت سے موثر نفاذ کی راہ ہموار کر سکتا ہے۔

پانی کی پیداوار کی لاگت میں کمی
الیکٹرولائزز کی عظیم الشان اسکیم میں، مطلوبہ معیار کے ساتھ پانی پیدا کرنے کی لاگت الیکٹرولائزر کو چلانے کے لیے بجلی کی لاگت سے کم ہے۔ سمندری پانی کی وافر مقدار اور وسیع پیمانے پر دستیاب نوعیت پانی کے علاج کے وسیع عمل کی ضرورت کو نظرانداز کرتے ہوئے اسے الیکٹرولائٹ کے طور پر براہ راست استعمال کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ ہموار انداز لاگت میں کمی اور مجموعی کارکردگی میں معاون ہے۔

کثرت اور وسیع دستیابی۔
سمندری پانی کے الیکٹرولیسس کا سب سے زبردست فائدہ سمندری پانی کی کثرت اور وسیع دستیابی میں ہے۔ یہ سرمایہ کاری مؤثر وسائل میٹھے پانی کے ذرائع پر انحصار کو غیر ضروری بناتا ہے، اس طرح نکالنے، علاج اور نقل و حمل سے متعلق ممکنہ اخراجات کو کم کرتا ہے۔ آسانی سے دستیاب سمندری پانی کو استعمال کرنے سے، برقی تجزیہ زیادہ اقتصادی طور پر ممکن اور ماحول دوست بن جاتا ہے۔

تازہ ترین دریافتیں ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے ایک قابل عمل، سرمایہ کاری مؤثر، اور پائیدار طریقہ کے طور پر سمندری پانی کے برقی تجزیہ کے لیے ایک امید افزا تصویر پیش کرتی ہیں۔ آئیے ان امید افزا نتائج کی ایک جھلک دیکھتے ہیں جو ایک سبز اور زیادہ ہم آہنگ توانائی کے منظر کی طرف ہمارے سفر کو روشن کرتے ہیں:

لاگت میں کمی کے لیے اسکیلنگ اپ
جیسا کہ ہم سبز ہائیڈروجن پلانٹس کو 20MW اور اس سے آگے کی متاثر کن صلاحیت تک بڑھانے کا ارادہ کرتے ہیں، امکانات کی ایک دنیا کھل جاتی ہے۔ حالیہ تجزیوں سے پتہ چلتا ہے کہ اسکیلنگ کی اس طرح کی کوششیں آپریشن اور دیکھ بھال کے اخراجات میں تقریباً 30% کی نمایاں کمی کا باعث بن سکتی ہیں۔ تین سے چار میگاواٹ سائز کے منصوبوں کی حد کو ٹپنگ پوائنٹ ہونے کا امکان ہے، جس سے ہائیڈروجن پلانٹس کو انسٹال کرنا کافی سستا ہو گا۔ یہ پیشرفت بہتر لاگت کی تاثیر اور گرین ہائیڈروجن ٹیکنالوجیز تک رسائی کی راہ ہموار کرتی ہے۔

پائیداری کے لیے دھات سے پاک اتپریرک
سرے کی معزز یونیورسٹی کے محققین نے دھات سے پاک اتپریرک کی صلاحیت کا انکشاف کیا ہے۔ یہ اتپریرک لاگت سے موثر اور پائیدار ہائیڈروجن پروڈکشن ٹیکنالوجیز تیار کرنے کی کلید رکھتے ہیں۔ اس اختراعی نقطہ نظر کے ساتھ، ہم ممکنہ طور پر دھاتی اتپریرک پر انحصار کو کم کر سکتے ہیں، جو کہ کان اور تیاری کے لیے توانائی سے بھرپور ہیں۔ اس طرح کی تبدیلی ایک زیادہ پائیدار اور ماحول دوست مستقبل بنانے کے ہمارے عزم کے ساتھ بھی خوبصورتی سے ہم آہنگ ہوتی ہے۔

اختراع کے ذریعے الیکٹرولائزر کے اخراجات کو کم کرنا
بین الاقوامی قابل تجدید توانائی ایجنسی (IRENA) ایک بصیرت انگیز رپورٹ پیش کرتی ہے جو مسلسل جدت، کارکردگی میں بہتری، اور اسٹریٹجک اپ اسکیلنگ کے ذریعے الیکٹرولائزر کے اخراجات کو کم کرنے کی حکمت عملیوں کا خاکہ پیش کرتی ہے۔ مزید برآں، قابل تجدید بجلی کی لاگت میں مسلسل کمی اور الیکٹرولائزر ٹیکنالوجیز میں ترقی پذیر پیش رفت کے ساتھ، 2030 تک "گرین" ہائیڈروجن کو لاگت سے مسابقتی حل کے طور پر ابھرنے کے لیے طے کیا گیا ہے۔ یہ دلچسپ ترقی ایک ایسے مستقبل کے لیے وعدہ کرتی ہے جہاں کلین ہائیڈروجن ہمارے لیے اہم ہے۔ عالمی توانائی کی تزئین کی.

وافر قابل تجدید وسائل
سبز ہائیڈروجن کی پیداوار کا رغبت ان منڈیوں میں ہے جو وافر اور کم لاگت والے قابل تجدید وسائل سے آراستہ ہیں۔ قابل ذکر بات یہ ہے کہ مشرق وسطیٰ، افریقہ، روس، امریکہ اور آسٹریلیا جیسے خطے آج کل €3 سے €5 فی کلو گرام کی قابل ذکر قیمت کی حد میں سبز ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے تیار ہیں۔ قابل تجدید وسائل کی یہ کثرت پائیدار اور قابل رسائی سبز ہائیڈروجن حلوں کو وسیع پیمانے پر اپنانے کے لیے امید کی کرن روشن کرتی ہے۔

جغرافیائی فائدہ:سمندری پانی کا برقی تجزیہ خاص طور پر ساحلی علاقوں میں فائدہ مند ہو سکتا ہے جہاں سمندری پانی تک رسائی بہت زیادہ ہے۔ یہ جغرافیائی فائدہ ہائیڈروجن کی مقامی پیداوار کا باعث بن سکتا ہے، ممکنہ طور پر ہائیڈروجن کو پیداواری مقامات سے اختتامی صارفین تک منتقل کرنے سے منسلک نقل و حمل کے اخراجات کو کم کر سکتا ہے۔

صاف کرنے اور وسائل کی ہم آہنگی:سمندری پانی کے الیکٹرولیسس کو صاف کرنے کے عمل کے ساتھ مربوط کیا جا سکتا ہے، جہاں ہائیڈروجن کی پیداوار کا نتیجہ تازہ پانی ہے۔ یہ ہم آہنگی خاص طور پر بنجر علاقوں میں قابل قدر ہو سکتی ہے جہاں میٹھے پانی کے وسائل کی کمی ہے۔ یہ بنیادی طور پر ہائیڈروجن کی پیداوار اور میٹھے پانی کی فراہمی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ایک دوہری مقصدی نظام بناتا ہے۔

توانائی کے منبع کی مطابقت:سمندری پانی کے برقی تجزیہ کی کامیابی کا انحصار بجلی کی پیداوار کے لیے صاف اور قابل تجدید توانائی کے ذرائع کی دستیابی پر بھی ہے۔ قابل تجدید ذرائع جیسے ہوا، شمسی اور ہائیڈرو پاور الیکٹرولیسس کو طاقت دینے کے لیے مثالی ہیں کیونکہ وہ صاف ہائیڈروجن پیدا کرنے کے ہدف کے مطابق ہیں۔ قابل تجدید توانائی کے بنیادی ڈھانچے کی ترقی سمندری پانی کے الیکٹرولیسس ٹیکنالوجی کی ترقی کی تکمیل کر سکتی ہے۔

سبز ہائیڈروجن کی طلب:گرین ہائیڈروجن، جو قابل تجدید توانائی کا استعمال کرتے ہوئے الیکٹرولیسس کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے، صاف توانائی کے کیریئر کے طور پر توجہ حاصل کر رہا ہے۔ اگر سبز ہائیڈروجن کی مانگ میں اضافہ ہوتا رہتا ہے تو، سمندری پانی کی برقی تجزیہ اس کی پیداوار میں اہم کردار ادا کر سکتی ہے، خاص طور پر ان خطوں میں جہاں سمندری پانی اور قابل تجدید توانائی تک کافی رسائی ہے۔

تحقیق و ترقی:جاری تحقیق اور ترقی کی کوششیں سمندری پانی کی برقی تجزیہ ٹیکنالوجی کی کارکردگی اور لاگت کی تاثیر کو بہتر بنانے کے لیے اہم ہیں۔ مٹیریل سائنس، الیکٹرولیسس سیل ڈیزائن، اور توانائی کی تبدیلی کی تکنیکوں میں ایجادات بڑے پیمانے پر ہائیڈروجن کی پیداوار کے طریقہ کار کے طور پر اس کی عملداری کو بڑھا سکتی ہیں۔

ماحولیاتی تحفظات:پائیدار سمندری پانی کے الیکٹرولیسس آپریشنز کو ماحولیاتی اثرات کا احتیاط سے انتظام کرنا چاہیے، بشمول مرتکز نمکین پانی کے ذمہ دارانہ تصرف، جو اس عمل کا ایک ضمنی پیداوار ہے۔ اس ٹیکنالوجی کی ترقی میں ماحولیاتی رکاوٹ کو کم سے کم کرنا ایک اہم بات ہے۔

آخر میں، سمندری پانی کا الیکٹرولائسز صاف توانائی کے منظر نامے میں امید افزا صلاحیت کے ساتھ ایک ٹیکنالوجی ہے، لیکن اس کی کامیابی کا انحصار مختلف عوامل پر ہے، بشمول علاقائی مناسبیت، توانائی کے ذرائع کی مطابقت، اور مواد اور عمل میں جاری ترقی۔ اگرچہ یہ کسی مسئلے کی تلاش میں کوئی حل نہیں ہے، لیکن ایک اہم پیش رفت کے طور پر اس کا مکمل ادراک اس بات پر منحصر ہوگا کہ یہ آنے والے برسوں میں توانائی کی بڑھتی ہوئی ضروریات، ماحولیاتی خدشات اور اقتصادی تحفظات کے ساتھ کس حد تک مطابقت رکھتا ہے۔

آج کل، پیداواری عمل کی نشاندہی کرنے کے لیے عنصر ہائیڈروجن میں اکثر رنگ کا کوڈ شامل کیا جاتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ہائیڈروجن شاید ہی کبھی فطرت میں غیر پابند شکل میں واقع ہوتی ہے۔ فی الحال، رنگ کے پیمانے پر اس کے مرکبات سے ہائیڈروجن کو تحلیل کرنے کے لیے نو مختلف طریقے ہیں۔ لیکن ان نو طریقوں میں سے، صرف سبز ہائیڈروجن کو ہائیڈروجن پیدا کرنے کا واحد ماحول دوست، آب و ہوا سے غیر جانبدار طریقہ سمجھا جاتا ہے۔ شمسی یا ہوا کی طاقت سے تیار کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، اسے کاربن ڈائی آکسائیڈ-غیر جانبدار توانائی کیریئرز میں پروسیس کیا جا سکتا ہے۔ صاف توانائی کے علاوہ، بنیاد یقینا پانی ہے، جو پہلی نظر میں بہت زیادہ ہونا چاہئے. تاہم، سخت الفاظ میں، یہ صرف کھارے پانی یا سمندری پانی پر لاگو ہوتا ہے - لیکن یہ بالکل وہی پانی ہے جو اب تک غیر موزوں معلوم ہوتا ہے، کیونکہ اس سے ہائیڈروجن پیدا کرنے سے پہلے اسے توانائی کی بڑی قیمت پر پاک کرنا پڑتا ہے۔

ایک حل نکل رہا ہے۔
اس وجہ سے، ہائیڈروجن اس وقت بنیادی طور پر قدرتی گیس سے تیار کی جاتی ہے۔ مذکورہ وجوہات کی بناء پر، الیکٹرولائسز کے ذریعے پانی سے پیدا ہونے والی پیداوار فی الحال تازہ پانی تک محدود ہے، جس کا مستقل حل بھی نہیں ہو سکتا، کیونکہ تازہ پانی بھی تیزی سے ایک نایاب وسیلہ بننے کا خطرہ پیدا کر رہا ہے - اور توانائی کی پیداوار سے کہیں زیادہ انحصار پر انحصار کرتا ہے۔ اس کا وجود اور دستیابی لیکن ایک حل ابھر رہا ہے کہ، اگر اسے امید کے مطابق تیار کیا جا سکتا ہے، تو ماحولیاتی غیر جانبدار توانائی کے ذرائع کی طرف ایک بڑا قدم پیش کر سکتا ہے۔

عالمی تعاون کی اپیل
امید آسٹریلیا، چین اور امریکہ کے سائنسدانوں کے کنسورشیم پر لگی ہوئی ہے۔ ایڈیلیڈ یونیورسٹی کی سربراہی میں اب ایک ایسا عمل شائع کیا گیا ہے جس کے ساتھ حال ہی میں نیچر انرجی میں شائع ہونے والی تحقیق کے مطابق قدرتی سمندری پانی کو تقریباً 100 فیصد کارکردگی کے ساتھ آکسیجن اور ہائیڈروجن میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

ایک سستا اتپریرک اسے ممکن بناتا ہے۔
اس شاندار کامیابی کی بنیاد تجارتی طور پر دستیاب الیکٹرولائسز ڈیوائس اور ایک سستا اتپریرک ہے: کرومیم آکسائیڈ کے ساتھ کوبالٹ آکسائیڈ لیپت۔ محققین کے مطابق، وہ اس امتزاج کے ساتھ ایک الیکٹرولائزر جیسی کارکردگی حاصل کرنے میں کامیاب ہوئے جس میں پلاٹینم اور اریڈیم سے بنے مہنگے اتپریرک استعمال کیے جاتے ہیں اور اسے انتہائی صاف شدہ، deionised پانی پلایا جاتا ہے۔

اور پھر بھی خطرہ منڈلا رہا ہے۔
تاہم، یہ شامل کرنا ضروری ہے کہ یہ کامیابی اب تک صرف چھوٹے پیمانے پر حاصل کی گئی ہے۔ اگلے مرحلے میں، محققین ایک بڑا پروٹو ٹائپ بنانا چاہتے ہیں اور ایک ہی وقت میں پردیی چیلنجوں، جیسے کہ مادی لباس کو حل کرنا چاہتے ہیں۔ جارحانہ نمکین پانی قدرتی طور پر الیکٹرولیسس آلات کے اجزاء پر صاف پانی سے کہیں زیادہ حملہ کرتا ہے۔ اس میں شامل سائنسدانوں کے مطابق، دیکھ بھال کے اخراجات جو طویل مدت میں بہت زیادہ ہیں، واقعی کم لاگت والے سمندری پانی کے الیکٹرولیسس کے خواب کو چکنا چور کرنے کے قابل ہوں گے۔ اس کے باوجود، ٹیم کو یقین ہے کہ بڑا پروٹو ٹائپ نسبتاً مضبوط ہو گا جیسا کہ وہ اب تک کام کر رہے ہیں۔

امید کا اصول
اگر یہ پیش رفت واقعی کامیاب ہو جاتی ہے تو، سمندری پانی کی ہائیڈروجن میں کم لاگت کی تبدیلی یقیناً موسمیاتی تبدیلی کے اثرات کو کم کرنے میں اہم کردار ادا کر سکتی ہے۔ خاص طور پر چونکہ اس عمل کو استعمال کیا جا سکتا ہے جہاں سورج اور نمکین پانی کی وافر مقدار ہو، لیکن شاید ہی کوئی تازہ پانی ہو۔

مصنوعات چین کے تمام خطوں میں فروخت ہوتی ہیں اور دنیا بھر کے ممالک کو برآمد کی جاتی ہیں۔ وہ امریکہ، جرمنی، مراکش، کینیا، سعودی عرب، ویت نام، الجیریا، ہندوستان، تنزانیہ اور تائیوان سمیت 20 سے زیادہ ممالک اور خطوں میں فروخت کیے گئے ہیں۔ چائنا ایرو اسپیس، پیٹرو چائنا، چائنا نیوکلیئر گروپ، بی وائی ڈی، جیولی اسپیشلٹی، ٹونی الیکٹرانکس، زینگ انرجی گروپ اور دیگر معروف انٹرپرائزز کو کامیابی کے ساتھ فراہم کیا۔ بہت سے سبز ہائیڈروجن ہائیڈروجن ہائیڈروجنیشن اسٹیشن ہیں جیسے وولانچابو، ہائیکو، ہینان، ہینان ہائیکو، یونن کنمنگ، وغیرہ سبز اور ہائیڈروجن بنانے کے منصوبے فراہم کرتے ہیں۔