कागज़ मिल का कचरा हरा हाइड्रोजन के लिए उत्प्रेरक बनता है

कागज़ मिल के कचरे को हाइड्रोजन उत्प्रेरकों में बदलना

The key to green hydrogen production becoming a cornerstone of our economy is to make it cheap enough to compete with fossil fuels or other artificial liquid fuels. → हरा हाइड्रोजन उत्पादन को हमारी अर्थव्यवस्था का आधार बनाना इस बात पर निर्भर करता है कि इसे जीवाश्म ईंधनों या अन्य कृत्रिम तरल ईंधनों के साथ प्रतिस्पर्धा करने योग्य किफायती बनाया जाए।

The process also needs to be as sustainable as possible, as replacing fossil fuel pollution with another type of pollution would be counterproductive. → प्रक्रिया को यथासंभव टिकाऊ भी होना चाहिए, क्योंकि जीवाश्म ईंधन प्रदूषण को किसी अन्य प्रकार के प्रदूषण से बदलना प्रतिकूल होगा।

A lack of investment and infrastructure has also been a problem, something that megaprojects like the European Hydrogen Backbone (EHB) should solve. → निवेश और बुनियादी ढांचे की कमी भी एक समस्या रही है, जिसे यूरोपीय हाइड्रोजन बैकबोन (EHB) जैसे मेगाप्रोजेक्ट्स को हल करना चाहिए।

Still, the main problem of hydrogen production is its catalysts. For a long time, hydrogen electrolysis relied on expensive catalysts using platinum or palladium. As these metals are very rare and expensive (as we explained in “Investing In Platinum – The Universal Catalyst”), the hydrogen electrolyzers are also very expensive. → फिर भी, हाइड्रोजन उत्पादन की मुख्य समस्या उसके उत्प्रेरक हैं। लंबे समय तक, हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलिसिस प्लैटिनम या पैलेडियम का उपयोग करने वाले महंगे उत्प्रेरकों पर निर्भर था। चूंकि ये धातुएँ बहुत दुर्लभ और महंगी हैं (जैसा कि हमने “Investing In Platinum – The Universal Catalyst” में बताया था), हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलाइज़र भी बहुत महंगे होते हैं।

Luckily, a series of alternatives are emerging, for example, nanorods of nickel, iron nanoscopic hollow balls, silicon carbide for photocatalysis, or cobalt tungsten oxide. → सौभाग्य से, कई विकल्प उभर रहे हैं, जैसे कि निकेल के नैनोरॉड, आयरन के नैनोस्कोपिक खोखले गोले, फोटोउत्प्रेरक के लिए सिलिकॉन कार्बाइड, या कोबाल्ट टंगस्टन ऑक्साइड।

A new option that might be even more sustainable has been proposed by researchers at the Shenyang Agricultural University and Guangdong University of Technology (China), using waste products of paper production as a catalyst. → एक नया विकल्प जो और भी अधिक टिकाऊ हो सकता है, शेनयांग एग्रीकल्चरल यूनिवर्सिटी और ग्वांगडोंग यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी (चीन) के शोधकर्ताओं ने कागज़ उत्पादन के अपशिष्ट को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव रखा है।

They published their findings in Biochar, under the title “Lignin-derived carbon fibers loaded with NiO/Fe3O4 to promote oxygen evolution reaction”. → उन्होंने अपने निष्कर्ष Biochar में प्रकाशित किए, शीर्षक “NiO/Fe3O4 लोडेड लिग्निन‑उत्पन्न कार्बन फाइबर ऑक्सीजन उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को बढ़ावा देने के लिए” के तहत।

हाइड्रोजन उत्पादन के लिए ऑक्सीजन उत्प्रेरण

Water, being made of oxygen and hydrogen atoms (H₂O), needs to have the oxygen atoms turned into atmospheric oxygen to produce usable hydrogen (H₂). → पानी, जो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं (H₂O) से बना है, को उपयोगी हाइड्रोजन (H₂) उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन परमाणुओं को वायुमंडलीय ऑक्सीजन में बदलना पड़ता है।

This step is usually one of the hardest to engineer so that it happens efficiently and does not waste electrical power. It is also where expensive catalysts are required. → यह चरण आमतौर पर सबसे कठिन में से एक होता है, जिसे कुशलता से करवाना और विद्युत शक्ति की बर्बादी न होना सुनिश्चित करना पड़ता है। यही वह जगह है जहाँ महंगे उत्प्रेरकों की आवश्यकता होती है।

Instead of using these catalysts, the researchers used lignin, a component of wood and a byproduct leftover from the refining of wood pulp into paper. The process extracts cellulose, leaving behind the unwanted lignin. → इन उत्प्रेरकों के बजाय, शोधकर्ताओं ने लिग्निन का उपयोग किया, जो लकड़ी का घटक और लकड़ी के पल्प को कागज़ में बदलने की प्रक्रिया में बचा बाय‑प्रोडक्ट है। इस प्रक्रिया में सेलूलोज़ निकाला जाता है, जबकि अनचाहा लिग्निन बचा रहता है।

Annual production of lignin exceeds 70 million tons. Currently, it is often simply burned for energy, despite producing little power, merely to dispose of it. → लिग्निन का वार्षिक उत्पादन 70 मिलियन टन से अधिक है। वर्तमान में इसे अक्सर केवल निपटान के लिए ऊर्जा के रूप में जलाया जाता है, जबकि यह बहुत कम शक्ति उत्पन्न करता है।

“Oxygen evolution is one of the biggest barriers to efficient hydrogen production.

Our work shows that a catalyst made from lignin, a low-value byproduct of the paper and biorefinery industries, can deliver high activity and exceptional durability. This provides a greener and more economical route to large-scale hydrogen generation.”

— Yanlin Qin, Guangdong University of Technology

लिग्निन को हाइड्रोजन उत्प्रेरक में बदलना

उत्प्रेरकों के रूप में कार्बन फाइबर

In general, carbon scaffolds are considered ideal as catalysts because of their high surface area, tailorable porosity, chemical inertness, and excellent electrical conductivity. → सामान्यतः, कार्बन स्कैफ़ोल्ड को उनके उच्च सतह क्षेत्र, अनुकूलन योग्य छिद्रता, रासायनिक निष्क्रियता और उत्कृष्ट विद्युत चालकता के कारण आदर्श उत्प्रेरक माना जाता है।

But other materials like polyacrylonitrile fibers or CVD-grown carbon fibers are of limited use due to high costs, expensive manufacturing, or insufficient chemical characteristics. → हालाँकि, पॉलीऐक्रिलोनिट्राइल फाइबर या CVD‑विकसित कार्बन फाइबर जैसी अन्य सामग्रियों का उपयोग उच्च लागत, महँगा निर्माण या अपर्याप्त रासायनिक गुणों के कारण सीमित है।

The researchers took the unwanted lignin and realized that its aromatic‑rich structure and complex microscopic structure make it a promising carbon precursor for the fabrication of high‑performance porous carbon materials. → शोधकर्ताओं ने अनचाहे लिग्निन को लिया और पाया कि इसकी सुगंधित‑समृद्ध संरचना और जटिल सूक्ष्म संरचना इसे उच्च‑प्रदर्शन वाले छिद्रयुक्त कार्बन सामग्री के निर्माण के लिए एक आशाजनक कार्बन प्रीकर्सर बनाती है।

Lignin’s disordered microtexture can anchor ultrafine metal/metal-oxide nanoparticles. In addition, its interconnected fiber network offers straight electronic highways and open macroporous channels for electric current to flow in. Lastly, lignin’s life-cycle carbon footprint production is estimated to be < 0.5 kg CO₂ eq kg^–1, more than 10x lower than other carbon‑based materials proposed so far. → लिग्निन की अव्यवस्थित सूक्ष्म बनावट अल्ट्रा‑फाइन धातु/धातु‑ऑक्साइड नैनोपार्टिकल को स्थिर कर सकती है। इसके अतिरिक्त, इसका आपस में जुड़ा फाइबर नेटवर्क सीधे इलेक्ट्रॉनिक मार्ग और खुले मैक्रोपोरस चैनल प्रदान करता है जिससे विद्युत धारा प्रवाहित हो सके। अंत में, लिग्निन का जीवन‑चक्र कार्बन फुटप्रिंट उत्पादन < 0.5 kg CO₂ eq kg^–1 अनुमानित है, जो अब तक प्रस्तावित अन्य कार्बन‑आधारित सामग्रियों से 10 गुना से अधिक कम है।

लिग्निन उत्प्रेरकों का उत्पादन

Lignin, polyacrylonitrile (PAN), and metal precursors (Ni²⁺, Fe³⁺) were co-dissolved in N,N-dimethylformamide (DMF) and processed via electrospinning to form uniform precursor fibers. → लिग्निन, पॉलीऐक्रिलोनिट्राइल (PAN) और धातु प्रीकर्सर (Ni²⁺, Fe³⁺) को N,N‑डाइमिथाइलफॉर्मामाइड (DMF) में सह‑घोलित किया गया और इलेक्ट्रोस्पिनिंग द्वारा समान प्रीकर्सर फाइबर बनाये गये।

It was later carbonized to form the final lignin-derived carbon fibers with metal catalysts uniformly embedded into the fiber. → बाद में इसे कार्बनाइज़ किया गया ताकि अंतिम लिग्निन‑उत्पन्न कार्बन फाइबर बन सके, जिसमें धातु उत्प्रेरक समान रूप से फाइबर में एम्बेडेड हों।

The resulting material was analyzed under transmission electron microscopy, revealing the NiO/Fe₃O₄ nanoparticles anchored onto the lignin-derived carbon fibers. → परिणामी सामग्री का ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा विश्लेषण किया गया, जिससे लिग्निन‑उत्पन्न कार्बन फाइबर पर NiO/Fe₃O₄ नैनोपार्टिकल एंकर होते दिखे।

A nanoscale junction between NiO and Fe₃O₄ was also observed, and is expected to facilitate electron transfer and boost oxygen evolution reaction activity. → NiO और Fe₃O₄ के बीच एक नैनो‑स्केल जंक्शन भी देखा गया, जो इलेक्ट्रॉन ट्रांसफ़र को सुगम बनाने और ऑक्सीजन उत्प्रेरण प्रतिक्रिया की सक्रियता को बढ़ाने की उम्मीद है।

उत्प्रेरक प्रदर्शन का मापन

स्क्रॉल करने के लिए स्वाइप →

The oxygen evolution reaction activity was then measured and compared to NiO and Fe₃O₄ material when separated. → ऑक्सीजन उत्प्रेरण प्रतिक्रिया की सक्रियता को फिर मापा गया और अलग‑अलग NiO तथा Fe₃O₄ सामग्री से तुलना की गई।

It demonstrated that the chemical reactions for hydrogen production are strongest when both metallic catalysts are present. It also demonstrated the long-term stability of the catalyst, with more than 50 hours of continuous operation showing no significant damage to the catalyst. → यह दर्शाता है कि हाइड्रोजन उत्पादन के रासायनिक प्रतिक्रियाएँ तब सबसे मजबूत होती हैं जब दोनों धातु उत्प्रेरक मौजूद हों। साथ ही यह उत्प्रेरक की दीर्घकालिक स्थिरता को भी सिद्ध करता है, क्योंकि 50 घंटे से अधिक निरंतर संचालन में उत्प्रेरक को कोई उल्लेखनीय क्षति नहीं हुई।

The scientists then delved deeper, trying to understand exactly what reactions are occurring, proving that the reaction follows a process known as an “adsorption-evolution mechanism (AEM) pathway”, with successive absorption of electrons and temporary charged forms of oxygen, individual atoms, and molecules. → वैज्ञानिकों ने आगे गहराई से अध्ययन किया, यह समझने की कोशिश की कि वास्तव में कौन‑सी प्रतिक्रियाएँ हो रही हैं, और यह सिद्ध किया कि प्रतिक्रिया “adsorption‑evolution mechanism (AEM) pathway” नामक प्रक्रिया का अनुसरण करती है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों का क्रमिक अवशोषण और ऑक्सीजन के अस्थायी चार्ज्ड रूप, व्यक्तिगत परमाणु और अणु शामिल होते हैं।

अनुप्रयोग

The usage of very cheap lignin, iron, and somewhat cheap nickel, to create a high-efficiency, low-cost, long-durability hydrogen catalyst is opening the path to two things at once: → बहुत सस्ते लिग्निन, आयरन और मध्यम लागत वाले निकेल का उपयोग करके उच्च‑दक्षता, कम‑लागत, दीर्घ‑टिकाऊ हाइड्रोजन उत्प्रेरक बनाना एक साथ दो चीज़ों का मार्ग खोल रहा है:

• Valorization of lignin, a carbon by-product that is, for now, burned, making it into a green energy catalyst instead. → लिग्निन का मूल्यांकन, जो वर्तमान में जलाया जाने वाला कार्बन बाय‑प्रोडक्ट है, उसे एक हरे ऊर्जा उत्प्रेरक में बदलना।
• The possibility of mass production of a hydrogen catalyst with a method that can be quickly scaled. → एक ऐसी विधि के साथ हाइड्रोजन उत्प्रेरक का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की संभावना, जिसे जल्दी स्केल किया जा सकता है।

As all the methods and materials used in this study are easy to scale, this could be the first alternative catalyst material for hydrogen production that not only does not use rare metals of the platinum group, but also can be immediately deployed at scale for mass production. → चूंकि इस अध्ययन में उपयोग की गई सभी विधियाँ और सामग्री स्केलेबल हैं, यह हाइड्रोजन उत्पादन के लिए पहला वैकल्पिक उत्प्रेरक सामग्री हो सकता है जो न केवल प्लैटिनम समूह की दुर्लभ धातुओं का उपयोग नहीं करता, बल्कि बड़े पैमाने पर तुरंत लागू किया जा सकता है।

Further studies will be needed to assess the very long-term stability of the modified lignin (>1 year of continuous or irregular use) in real-life conditions, with changes in moisture, temperature, UV light, etc, needing to be assessed for its viability as an industrial‑scale hydrogen catalyst. → वास्तविक परिस्थितियों में संशोधित लिग्निन की बहुत दीर्घकालिक स्थिरता (1 वर्ष से अधिक निरंतर या अनियमित उपयोग) का मूल्यांकन करने के लिए आगे के अध्ययन आवश्यक होंगे, जिसमें नमी, तापमान, यूवी प्रकाश आदि में परिवर्तन शामिल हैं, ताकि इसे औद्योगिक‑स्तर के हाइड्रोजन उत्प्रेरक के रूप में उसकी व्यवहार्यता का आकलन किया जा सके।

हाइड्रोजन उत्पादन में निवेश

Plug Power is a leader in green hydrogen, with a focus on fuel cells. The company reports 72,000+ fuel cells installed across 300+ locations, with a large footprint in material‑handling fleets. In particular, its fuel cells power over 40,000 forklifts, with revenues up x8 since 2013. → Plug Power हरा हाइड्रोजन में अग्रणी है, जिसका मुख्य फोकस ईंधन‑सेल पर है। कंपनी ने 300 से अधिक स्थानों पर 72 हज़ार से अधिक ईंधन‑सेल स्थापित किए होने की रिपोर्ट की है, और सामग्री‑हैंडलिंग बेड़ों में इसका बड़ा प्रभाव है। विशेष रूप से, इसके ईंधन‑सेल 40 हज़ार से अधिक फ़ोर्कलिफ्ट को शक्ति प्रदान करते हैं, और 2013 से राजस्व 8 गुना बढ़ा है।

It is also active in building hydrogen infrastructure, like hydrogen production, logistics, utility‑scale power generation, and deliveries. → यह हाइड्रोजन बुनियादी ढांचा बनाने में भी सक्रिय है, जैसे हाइड्रोजन उत्पादन, लॉजिस्टिक्स, यूटिलिटी‑स्केल पावर जेनरेशन और डिलीवरी।

The company is aiming for scale to reduce hydrogen production costs from $10/kg to $4/kg, while multiplying production by 14x in 2027. It should also replace all the externally sourced hydrogen, which was often resold to customers at a loss. → कंपनी का लक्ष्य स्केल बढ़ाकर हाइड्रोजन उत्पादन लागत को $10/किग्रा से $4/किग्रा तक घटाना है, साथ ही 2027 तक उत्पादन को 14 गुना बढ़ाना है। इसे सभी बाहरी स्रोत हाइड्रोजन को भी प्रतिस्थापित करना चाहिए, जिसे अक्सर ग्राहकों को घाटे पर बेचा जाता था।

Due to the massive investments to increase production capacity 19x since 2020, the company is not profitable yet, but progress in sourcing its own hydrogen should change that. → 2020 से उत्पादन क्षमता को 19 गुना बढ़ाने के बड़े निवेश के कारण, कंपनी अभी तक लाभदायक नहीं है, लेकिन अपनी स्वयं की हाइड्रोजन की सोर्सिंग में प्रगति इससे बदलाव लाएगी।

The company sees its solutions as either a direct mobility fuel or a complement to EVs, as hydrogen allows for the reduction of the pressure on the grid during EVs’ peak charging time, which does not match the periods of production of renewables during the day. → कंपनी अपने समाधान को या तो सीधे गतिशीलता ईंधन या इलेक्ट्रिक वाहनों (EVs) के पूरक के रूप में देखती है, क्योंकि हाइड्रोजन EVs के पीक चार्जिंग समय के दौरान ग्रिड पर दबाव को कम करने की अनुमति देता है, जो दिन के दौरान नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन के समय से मेल नहीं खाता।

As a major producer of fuel cells, Plug Power would greatly benefit from a shift toward a hydrogen‑based economy. A cheaper fuel cell catalyst could be integrated into its designs, and boost the adoption rate of hydrogen vehicles and grid‑scale energy storage. → ईंधन‑सेल के प्रमुख निर्माता के रूप में, Plug Power को हाइड्रोजन‑आधारित अर्थव्यवस्था की ओर बदलाव से बहुत लाभ होगा। एक सस्ता ईंधन‑सेल उत्प्रेरक उसके डिज़ाइनों में एकीकृत किया जा सकता है, और हाइड्रोजन वाहनों तथा ग्रिड‑स्केल ऊर्जा भंडारण की अपनाने की दर को बढ़ा सकता है।

So this makes Plug Power a good stock to bet on a turn toward hydrogen in general, with a growth in demand for its fuel cells each time a cheaper method to produce, store, transport, or utilize hydrogen is invented. → इसलिए यह Plug Power को हाइड्रोजन की ओर सामान्य बदलाव में निवेश करने के लिए एक अच्छा स्टॉक बनाता है, क्योंकि हर बार जब हाइड्रोजन को उत्पादन, भंडारण, परिवहन या उपयोग करने का सस्ता तरीका विकसित होता है, तो इसके ईंधन‑सेल की मांग बढ़ती है।

(You can read more about Plug Power in our dedicated investment report on the company.)

नवीनतम Plug Power (PLUG) स्टॉक समाचार और विकास

संदर्भित अध्ययन

^{1. Xuezhi Zeng, Yutao Pan, Yi Qi, Yanlin Qin, & Xueqing Qiu. Lignin‑उत्पन्न कार्बन फाइबर NiO/Fe3O4 लोडेड ऑक्सीजन उत्प्रेरण प्रतिक्रिया को बढ़ावा देने के लिए। BiocharX. 1, Article number: e011. 27 नवंबर 2025. https://www.maxapress.com/article/doi/10.48130/bchax-0025-0011}