पायरोलिसिस के माध्यम से हाइड्रोजन का उत्पादन कुछ समय के लिए एक अवधारणा के रूप में रहा है, लेकिन हाल के शोध ने पृथ्वी पर सबसे हल्के गैस का उत्पादन करने के दो और अधिक कुशल तरीकों को पिच किया है-तेजी से पायरोलिसिस और माइक्रोवेव-असिस्टेड पायरोलिसिस।
बायोमास के पाइरोलिसिस में, कृषि अपशिष्ट को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, इसे सामान्य तरीके से जलाए बिना (बहुत सारी हवा के साथ)। यह हीटिंग बायोमास को अलग -अलग उत्पादों में तोड़ता है, जिसमें हाइड्रोजन में समृद्ध गैस भी शामिल है, जिसे सिनगास कहा जाता है। पायरोलिसिस भारत को अपने अक्षय ऊर्जा लक्ष्य को पूरा करने में मदद कर सकता है, क्योंकि यह प्रक्रिया देश में उपलब्ध बड़ी मात्रा में बायोमास का उपयोग करती है।
पायरोलिसिस बायोमास चारकोल का भी उत्पादन कर सकता है, जो कार्बन को पकड़ने में मदद करता है और मिट्टी के स्वास्थ्य में सुधार करता है, जिससे खेती को लंबे समय में अधिक टिकाऊ बनाया जाता है।
हाल ही में जर्नल में प्रकाशित एक पेपर जलवायु कार्रवाई के लिए सतत रसायन विज्ञान दो नए पायरोलिटिक तरीकों के फायदों पर निवास करता है।
रैपिड पाइरोलिसिस के लिए 400-600 डिग्री सी तापमान और हीटिंग दर 10-100 डिग्री सी प्रति मिनट की आवश्यकता होती है। रैपिड पाइरोलिसिस के लिए क्लिनिंग तर्क कच्चे माल को संसाधित करने के लिए आवश्यक समय है – केवल 0.5-2 सेकंड, पारंपरिक पायरोलिसिस में कम से कम 30 मिनट की तुलना में।
फास्ट पाइरोलिसिस से उपज में 35-50 प्रतिशत जैव-तेल, 20-30 प्रतिशत बायोचार और 15-25 प्रतिशत सिनगास शामिल हैं। कागज के लेखकों के अनुसार, फास्ट पाइरोलिसिस की दक्षता और क्षमता हाइड्रोजन उत्पादन के लिए इसे अधिक व्यवहार्य बनाती है।
रैपिड पाइरोलिसिस पारंपरिक पायरोलिसिस की तुलना में अधिक हाइड्रोजन और जैव-तेल प्राप्त करता है। अंतर की सीमा उपयोग किए गए बायोमास के प्रकार पर निर्भर करती है।
वैकल्पिक प्रक्रिया – माइक्रोवेव पायरोलिसिस – बायोमास को तुरंत गर्म करने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करती है। यह प्रक्रिया ठीक हीटिंग नियंत्रण और केंद्रित ऊर्जा अवशोषण प्रदान करती है, जिससे यह अधिक कुशल हो जाता है।
ऊर्जा अंतरण
भारत में हाइड्रोजन उत्पादन के लिए कृषि अवशेषों के थर्मोकेमिकल ट्रांसफॉर्मेशन ‘शीर्षक वाले पेपर के लेखक कहते हैं कि माइक्रोवेव तकनीक का प्राथमिक लक्ष्य बायोमास का उपयोग करके ऊर्जा हस्तांतरण और हाइड्रोजन उत्पादन दर में सुधार करना है। यह आमतौर पर 500-700 डिग्री सी पर कम-ऑक्सीजन या ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में किया जाता है।
“माइक्रोवेव पाइरोलिसिस में, गर्मी हस्तांतरण सीधे फीडस्टॉक के भीतर संवहन के बजाय कनक्शन के बजाय होता है, बाहरी सुखाने की आवश्यकता को समाप्त करता है,” कागज कहते हैं। पारंपरिक पायरोलिसिस के विपरीत, जो विद्युत प्रतिरोध हीटिंग पर निर्भर करता है, माइक्रोवेव पायरोलिसिस इसकी तेजी से वॉल्यूमेट्रिक हीटिंग के कारण काफी अधिक दक्षता प्रदान करता है।
हालांकि, मुख्य चुनौती कृषि और वानिकी से बायोमास फीडस्टॉक की नियमित आपूर्ति सुनिश्चित करने में है। “उत्पाद भिन्नता को कम करने के लिए उचित नियंत्रण और विभिन्न फीडस्टॉक्स की आवश्यकता होती है,” कागज कहते हैं।
इसके अलावा, रिएक्टर डिजाइन, ऑपरेटिंग स्थितियों और उत्प्रेरक को हाइड्रोजन उत्पादन को अनुकूलित करने के लिए भारतीय बायोमास संसाधनों के अनुरूप होना चाहिए।
बायोएनेर्जी परियोजनाओं को अक्सर अपर्याप्त बुनियादी ढांचे से बाधित किया जाता है। गरीब सड़क नेटवर्क और परिवहन प्रणाली परियोजना लागत को बढ़ा सकती है। इसके अतिरिक्त, कई ग्रामीण क्षेत्रों में बिजली की कमी होती है, औद्योगिक विकास और बायोएनेर्जी अपनाने को सीमित किया जाता है। विशेष रूप से 600-प्लस डिग्री सी पर चलने वाले बायोमास रिएक्टर के साथ, बिजली और संबंधित लागतों के उपयोग में वृद्धि होती है।