प्लैटिनम-रहित हाइड्रोजन उत्प्रेरक: स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकी में एक बड़ी छलांग

जैसे-जैसे बिगड़ती जलवायु संकट ऊर्जा प्रणालियों को डिकार्बोनाइज़ करने की तात्कालिक आवश्यकता पैदा कर रहा है, विश्व भर में स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण हो रहा है। 

कोयला और तेल जैसे जीवाश्म ईंधनों के विपरीत, स्वच्छ ऊर्जा स्रोत अपने उत्पादन के दौरान मीथेन, CO2, नाइट्रस ऑक्साइड या अन्य प्रदूषकों जैसी बड़ी मात्रा में ग्रीनहाउस गैसें (GHG) नहीं छोड़ते, जिससे पर्यावरण स्वस्थ रहता है।

दिलचस्प बात यह है कि स्वच्छ ऊर्जा नवीकरणीय स्रोतों जैसे सूर्य से आ सकती है, जो लगातार पुनःपूर्ति होते हैं और ग्रह भर में उपलब्ध हैं, साथ ही अ-नवीकरणीय स्रोतों जैसे परमाणु ऊर्जा से भी, जो सीमित संसाधनों (यूरेनियम) का उपयोग करती है।

उनके जीवाश्म ईंधन समकक्षों की तुलना में, स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों की रखरखाव और संचालन लागत कम होती है, जिससे उपभोक्ताओं के लिए कीमतें अधिक स्थिर रहती हैं।

इन सबके साथ, स्वच्छ ऊर्जा उद्योग तेज़ी से बढ़ रहा है, और डेलॉइट के अनुसार, क्लीनटेक तकनीकों में निवेश जो पर्यावरणीय प्रभाव को कम करती हैं और स्थिरता को बढ़ावा देती हैं, Q3 2024 में रिकॉर्ड $71 बिलियन तक पहुंच गया है, जैसा कि डेलॉइट ने बताया। 

अब, जब स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों की बात आती है, तो यहाँ सबसे प्रमुख स्रोत हैं:

1. सौर्य – यहाँ सूर्य की विकिरण का उपयोग फोटovoltaic (PV) पैनलों जैसी तकनीकों द्वारा किया जाता है, जो सूर्य के प्रकाश को सीधे बिजली में बदलते हैं। 2024 में, वैश्विक सौर क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि हुई, जिसमें 593 GW सौर PV क्षमता जोड़ी गई। 
2. पवन – पवन की गतिज ऊर्जा को टरबाइनों द्वारा बिजली में परिवर्तित किया जाता है। टरबाइनों के स्थान के आधार पर, यह दो प्रकार का हो सकता है: ऑनशोर पवन ऊर्जा, जहाँ पवन फार्म भूमि पर स्थित होते हैं, और ऑफशोर पवन ऊर्जा, जहाँ पवन फार्म समुद्र में स्थित होते हैं।
3. जल – बहते पानी की गतिज ऊर्जा का उपयोग मुख्यतः बांध और टरबाइनों के माध्यम से बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। जलविद्युत कुल बिजली उत्पादन का लगभग 15% योगदान देता है। 
4. भू-तापीय – यह ऊर्जा पृथ्वी के आंतरिक गर्मी से प्राप्त की जाती है और भूमिगत जलाशयों में स्थित भू-तापीय विद्युत संयंत्रों के माध्यम से प्राप्त की जाती है।  
5. जैविक ईंधन – यहाँ फसल के कचरे और वन्य पदार्थ जैसे जैविक पदार्थों का उपयोग किया जाता है। 
6. परमाणु  – यह परमाणु के ऊर्जा है, जो परमाणु विखंडन और परमाणु संलयन से प्राप्त होती है। डेलॉइट के पावर और यूटिलिटीज सर्वे के अनुसार, उन्नत परमाणु प्रौद्योगिकियाँ अगले कुछ वर्षों में बढ़ती ऊर्जा मांग को पूरा करने में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगी।
7. हाइड्रोजन – हाइड्रोजन विभिन्न संसाधनों से उत्पन्न होता है और जब ईंधन सेल में उपयोग किया जाता है, तो केवल पानी बनता है। यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी (DOE) ने हाइड्रोजन हब विकसित करने के लिए $7 बिलियन आवंटित किए हैं।

हाइड्रोजन एक शक्तिशाली स्वच्छ ईंधन के रूप में

आवर्त सारणी का पहला तत्व, हाइड्रोजन (H), एक रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन, अत्यधिक ज्वलनशील और गैर‑विषाक्त गैसीय पदार्थ है। यह सबसे सरल, हल्का और सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व भी है।

लेकिन इसे अत्यंत आकर्षक बनाने वाला तथ्य यह है कि जलने पर हाइड्रोजन केवल जलवाष्प उत्पन्न करता है। विशेष रूप से नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करके निर्मित हरा हाइड्रोजन परिवहन और विद्युत उत्पादन जैसे क्षेत्रों को डिकार्बोनाइज़ करने में मदद कर सकता है।

समाज की बढ़ती ऊर्जा आवश्यकताओं के बीच, हाइड्रोजन एक अत्यधिक कुशल स्वच्छ ऊर्जा स्रोत प्रदान करता है जिसे विभिन्न स्रोतों से संभावित रूप से उत्पन्न किया जा सकता है। यह वास्तव में एक ऊर्जा वाहक है जिसका उपयोग ऊर्जा को स्थानांतरित, संग्रहीत और अन्य स्रोतों से उत्पन्न ऊर्जा को वितरित करने के लिए किया जा सकता है।

अब, हाइड्रोजन ईंधन उत्पन्न करने के सबसे सामान्य तरीके हैं:

1. थर्मल प्रक्रिया – स्टीम रीफ़ॉर्मिंग नामक उच्च तापमान प्रक्रिया का उपयोग करके उत्पन्न, हाइड्रोजन तब बनता है जब भाप हाइड्रोकार्बन ईंधनों जैसे प्राकृतिक गैस, डीजल, गैसिफ़ाइड कोयला, गैसिफ़ाइड जैविक पदार्थ और नवीकरणीय तरल ईंधनों के साथ प्रतिक्रिया करता है।
2. इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रिया – पानी (H2O) को विद्युत धारा द्वारा ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित किया जाता है। यह प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइज़र के भीतर होती है, जहाँ बिजली पानी के माध्यम से प्रवाहित होती है, जिससे अणु विभाजित होते हैं।
3. सौर-चालित प्रक्रिया – प्रकाश का उपयोग हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए किया जाता है और इसमें विभिन्न दृष्टिकोण शामिल हैं, जैसे फोटोबायोलॉजिकल, फोटोइलेक्ट्रोकैमिकल और सौर थर्मोकेमिकल। 
4. जैविक प्रक्रिया – हाइड्रोजन बैक्टीरिया और माइक्रोएल्गी जैसे सूक्ष्मजीवों का उपयोग करके जैविक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से उत्पन्न किया जाता है।

अब, हाइड्रोजन के पास समाज की स्वच्छ ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने की बहुत बड़ी संभावनाएँ हैं, लेकिन समस्या यह है कि अभी भी कई चुनौतियों को पार करना आवश्यक है। इन चुनौतियों में बड़े पैमाने पर उत्पादन, परिवहन और भंडारण शामिल हैं। साथ ही, हाइड्रोजन उत्पादन को स्थिर और किफायती होना चाहिए।

हाइड्रोजन इवोल्यूशन प्रतिक्रिया (HER) को सबसे पर्यावरण‑मित्र और सतत हाइड्रोजन उत्पादन विधि माना जाता है। यह एक कैथोडिक प्रतिक्रिया है जिसमें पानी का इलेक्ट्रोलिसिस शामिल है। 

पानी विभाजन की इस इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया में, प्लैटिनम, निकेल और अन्य संक्रमण धातुओं जैसे पदार्थों को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है जो प्रोटॉनों को हाइड्रोजन गैस में घटाते हैं।

यहाँ समस्या उस धातु में उत्पन्न होती है जो उत्प्रेरकों के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाती है, अर्थात् प्लैटिनम, जो अत्यधिक कुशल उत्प्रेरक प्रदर्शन प्रदान करने के बावजूद दुर्लभता और लागत की समस्याओं का सामना करती है। इसलिए, कीमती धातुओं की खपत को कम करने के लिए वैकल्पिक उत्प्रेरकों पर बढ़ता ध्यान है।

प्लैटिनम की भूमिका हाइड्रोजन को स्वच्छ बनाने में

एक चमकदार, सिल्वर‑सफेद धातु जो कभी‑कभी चाँदी के साथ भ्रमित हो जाती है, प्लैटिनम (Pt) शून्य शुद्ध उत्सर्जन लक्ष्य हासिल करने की कुंजी है। यह घनी, रूपांतरित करने योग्य और चमकदार धातु अत्यधिक अप्रतिक्रियाशील है और उच्च तापमान पर भी जंग प्रतिरोधी है।

हालाँकि, यह एक अत्यंत दुर्लभ धातु है, जो सोने से 30 गुना अधिक दुर्लभ है, और पृथ्वी की पपड़ी में केवल 0.005 ppm की सांद्रता पर पाई जाती है। दुर्लभ धातु होने के कारण, प्लैटिनम का खनन कठिन और महंगा है, जिससे अंतिम उत्पाद अधिक महंगा बनता है।

यह धातु मुख्यतः दक्षिण अफ्रीका में निकाली जाती है, जो वैश्विक प्लैटिनम आपूर्ति का 70% से अधिक प्रदान करता है, साथ ही रूस, ज़िम्बाब्वे, कनाडा और यूएस में भी।

उपयोग मामलों की बात करें तो, प्लैटिनम का उपयोग आभूषण बनाने में किया जाता है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण यह इलेक्ट्रॉनिक घटकों और उत्प्रेरक कनवर्टर्स में परिवहन उत्सर्जन को कम करने के लिए उपयोग होता है। 2022 में, लगभग 85 टन इस धातु का उपयोग केवल उत्प्रेरक कनवर्टर्स के लिए किया गया था। यह वैश्विक ऊर्जा संक्रमण में एक महत्वपूर्ण खनिज के रूप में उभर रहा है। 

यह धातु विशेष रूप से इलेक्ट्रोलाइज़र में अमूल्य है, जो विभिन्न प्रकार के होते हैं, लेकिन हाइड्रोजन परियोजना विकासकर्ता प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (PEM) इलेक्ट्रोलिसिस को प्राथमिकता देते हैं। क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस का अधिक कुशल विकल्प, PEM इलेक्ट्रोलाइज़र प्लैटिनम का उपयोग करके अत्यधिक उच्च‑प्रदर्शन उत्प्रेरक बनाते हैं। 

प्लैटिनम का उपयोग PEM फ्यूल सेल में भी किया जाता है, जो PEM इलेक्ट्रोलाइज़र की तरह काम करते हैं लेकिन उल्टे रूप में। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को अलग करने के बजाय, यह उन्हें प्लैटिनम को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके मिलाता है।

हाइड्रोजन फ्यूल सेल दो इलेक्ट्रोड — एनोड (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) और कैथोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) से बनते हैं, जिनके बीच इलेक्ट्रोलाइट होता है। एक उत्प्रेरक, जो प्लैटिनम जैसी धातु की परत है, एनोड पर हाइड्रोजन अणुओं को प्रोटॉनों और इलेक्ट्रॉनों में विभाजित करता है, जो कैथोड की ओर बढ़ते हैं और विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं।

प्लैटिनम की उत्कृष्ट चालकता और रासायनिक स्थिरता इसे उत्प्रेरक के रूप में अत्यधिक कुशल बनाती है। उनकी दक्षता फ्यूल सेल में उच्च ऊर्जा रूपांतरण दर हासिल करने की कुंजी है, जिससे वे पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। 

जैसे-जैसे डिकार्बोनाइज़ेशन की आवश्यकता बढ़ती जा रही है, प्लैटिनम की मांग में वृद्धि की उम्मीद है, क्योंकि प्लैटिनम‑आधारित PEM तकनीकें वैश्विक CO2 उत्सर्जन में 11% की कमी का लक्ष्य रखती हैं।

इसलिए, विश्व भर में इस धातु पर बढ़ता ध्यान है। यूएस में, इन्फ्लेशन रिडक्शन एक्ट में कम‑कार्बन हाइड्रोजन के लिए कर लाभ शामिल है, जिसका उद्देश्य स्वच्छ हाइड्रोजन उत्पादन और फ्यूल सेल ईवी अपनाने को तेज़ करना है। यूरोपीय आयोग की REPowerEU 2030 तक स्वच्छ हाइड्रोजन की क्षमता को 80 GW तक दोगुना करने का लक्ष्य रखती है।

विश्व प्लैटिनम निवेश परिषद के अनुसार, यह वैश्विक धक्का स्वच्छ हाइड्रोजन उत्पादन को 2040 तक प्लैटिनम की मांग का सबसे बड़ा स्रोत (35%) बना सकता है।

असंतुलित मांग‑आपूर्ति गतिशीलता के अलावा, प्लैटिनम जैसी कीमती धातुओं का उपयोग अतिरिक्त चुनौतियों को उत्पन्न करता है, जैसे उच्च लागत, संभावित क्षरण, और पर्यावरणीय चिंताएँ। परिणामस्वरूप, शोधकर्ता लगातार प्लैटिनम को हाइड्रोजन उत्प्रेरक से हटाने और बेहतर विकल्प खोजने पर काम कर रहे हैं।

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प्लैटिनम‑रहित उत्प्रेरकों का निर्माण

प्लैटिनम‑रहित हाइड्रोजन की खोज में, UNSW सिडनी के शोधकर्ता एक अध्ययन कर रहे हैं ताकि हाइड्रोजन फ्यूल सेल में कीमती धातु के उपयोग से जुड़ी समस्याओं को हल किया जा सके। अध्ययन कर रहे हैं।

शोधकर्ताओं ने एक नई तकनीक विकसित की है जिससे यह समझा जा सके कि कुछ उत्प्रेरक सामग्री प्लैटिनम की तुलना में कम स्थिर क्यों होती हैं, जो अन्य शोधकर्ताओं को नई सामग्री विकसित करने और हाइड्रोजन फ्यूल सेल में प्लैटिनम‑रहित उत्प्रेरकों के भविष्य के संभावनाओं को बढ़ाने में मदद करेगी।

विकसित तकनीकों ने दिखाया कि फ्यूल सेल में आयरन‑आधारित सक्रिय साइटों में से 75% पहले 10 घंटे के संचालन में निष्क्रिय हो गईं। यह मुख्यतः आयरन सक्रिय साइटों के नुकसान और कार्बन क्षरण के कारण था।

एक अलग अध्ययन में, विस्कॉन्सिन‑मैडिसन विश्वविद्यालय, कॉर्नेल विश्वविद्यालय और वुहान विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन फ्यूल सेल बनाने के लिए प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने का एक नया तरीका खोजा।

शोधकर्ताओं ने फ्यूल सेल के दोनों कैथोड और एनोड इलेक्ट्रोड के लिए सस्ता, गैर‑कीमती धातु निकेल का उपयोग किया। निकेल‑आधारित इलेक्ट्रोकैटलिस्ट को नाइट्रोजन‑डोप्ड कार्बन की 2‑नैनोमीटर शैल के साथ डिजाइन किया गया।

कार्बन और नाइट्रोजन परमाणुओं से बने ग्रैफ़ीन‑समान आवरण में एकल निकेल परमाणुओं को एम्बेड करने से वे ऑक्सीकरण के प्रति प्रतिरोधी बन गए और हाइड्रोजन परमाणुओं को प्रभावी हाइड्रोजन ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया (HOR) के लिए आवश्यक आदर्श शक्ति के साथ बंधित किया।

इस प्रकार, कार्बन शैल में घने निकेल कोर वाले एनोड उत्प्रेरक और कोबाल्ट‑मैंगनीज़ वाले कैथोड के साथ, शोधकर्ताओं ने 200 mW/cm² से अधिक आउटपुट वाला कोई भी कीमती धातु रहित हाइड्रोजन फ्यूल सेल बनाया।

2020 में, DOE के आर्गोन नेशनल लैबोरेटरी के वैज्ञानिकों ने ऑक्सीजन रिडक्शन प्रतिक्रिया (ORR) पर निर्भर हाइड्रोजन फ्यूल सेल के लिए सबसे आशाजनक प्लैटिनम‑रहित उत्प्रेरक खोजा और विकसित किया। यह आयरन, नाइट्रोजन और कार्बन पर आधारित था, जिन्हें मिलाकर 900‑1100 °C के बीच पायरोलिसिस में गरम किया गया।

फिर, सामग्री के आयरन परमाणुओं को नाइट्रोजन परमाणुओं के साथ बंधित किया गया और ग्रैफ़ीन में एम्बेड किया गया। यहाँ, प्रत्येक आयरन परमाणु एक साइट बनाता है जहाँ ORR हो सकता है, जिससे इलेक्ट्रोड अधिक कुशल बनता है।

महंगे प्लैटिनम पर निर्भरता को कम करने और हाइड्रोजन फ्यूल सेल और इलेक्ट्रोलिसिस की दक्षता एवं लागत‑प्रभावशीलता को सुधारने में बढ़ती रुचि के बीच, वैज्ञानिकों ने अब एक पैलेडियम‑आधारित नैनोशीट उत्प्रेरक विकसित किया है, जिसकी प्रदर्शन हाइड्रोजन उत्पादन में प्लैटिनम के बराबर है।

सस्ती हाइड्रोजन के लिए प्लैटिनम के विकल्प के रूप में पैलेडियम

नवीनतम² अध्ययन टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस (TUS) के शोधकर्ताओं से आया है, जिन्होंने बिस(डायिमिनो)पैलेडियम समन्वय नैनोशीट (PdDI) नामक नया हाइड्रोजन इवोल्यूशन उत्प्रेरक विकसित किया है।

पैलेडियम एक चमकदार, सिल्वर‑समान धातु है और प्लैटिनम समूह की सबसे प्रचुर मात्रा में मिलने वाली धातुओं में से एक है, जिसकी घनत्व प्लैटिनम से बहुत कम है।

पैलेडियम का उपयोग, जो कम लागत पर प्लैटिनम‑समान दक्षता प्रदान करता है, स्वच्छ ऊर्जा क्रांति को तेज़ करने के लिए किफायती और सतत हाइड्रोजन उत्पादन का मार्ग प्रशस्त करता है। 

TUS के प्रोफेसर हिरोशी निशिहारा और डॉ. हिरोआकी मैडा के नेतृत्व में, अन्य संस्थानों के शोधकर्ताओं के सहयोग से, अध्ययन हाइड्रोजन इवोल्यूशन प्रतिक्रिया (HER) प्रौद्योगिकी में एक बड़ी उपलब्धि को चिह्नित करता है।

HER उत्प्रेरक इलेक्ट्रोड जल विभाजन के दौरान इलेक्ट्रोड सतह पर उत्पन्न H को हाइड्रोजन गैस (H2) में परिवर्तित करने में मदद करते हैं। Pt की सीमाओं को पार करने के लिए, जो HER उत्प्रेरक के रूप में बड़े पैमाने पर उपयोग को प्रतिबंधित करती हैं, टीम एक सरल संश्लेषण प्रक्रिया का उपयोग करके प्लैटिनम उत्प्रेरकों के लिए एक अत्यधिक कुशल विकल्प प्रस्तुत करती है।

टीम ने पैलेडियम‑आधारित नैनोशीट बनाए जो कम कीमती धातु उपयोग के साथ उन्नत उत्प्रेरक गतिविधि प्राप्त करने में सक्षम हैं, जिससे H2 उत्पादन की लागत में उल्लेखनीय कमी आती है।

डॉ. मैडा ने कहा, “कुशल HER इलेक्ट्रोकैटलिस्ट विकसित करना सतत H2 उत्पादन की कुंजी है” और “बिस(डायिमिनो)धातु समन्वय नैनोशीट, अपनी उच्च चालकता, बड़े सतह क्षेत्र और कुशल इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर के साथ, आशाजनक उम्मीदवार हैं।” इन गुणों के अतिरिक्त, नैनोशीट की विरल धातु व्यवस्था सामग्री उपयोग को कम करती है। 

PdDI नैनोशीट, अर्थात् E-PdDI और C-PdDI, दो विभिन्न विधियों का उपयोग करके सफलतापूर्वक विकसित किए गए:

1. इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण
2. गैस‑तरल इंटरफ़ेस सिंथेसिस

सक्रिय होने पर, E-PdDI शीट्स ने 34 mV का कम ओवरपोटेंशियल दिखाया, जिसका अर्थ है हाइड्रोजन उत्पादन के लिए बहुत कम अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह न केवल प्लैटिनम के 35 mV ओवरपोटेंशियल से मेल खाता है, बल्कि 2.1 mA/cm² की एक्सचेंज करंट डेंसिटी के साथ कीमती धातु के उत्प्रेरक प्रदर्शन को भी बराबर करता है।

अध्ययन ने कहा कि “असाधारण प्रदर्शन” न केवल Pd धातु इलेक्ट्रोड्स को बल्कि पारंपरिक MDI (M=Ni, Co, Cu) नैनोशीट्स को भी पार करता है, और यह उल्लेख किया कि यह उल्लेखनीय प्रदर्शन बहुत कम मात्रा में कीमती धातुओं के उपयोग के बावजूद हासिल किया गया।

इन परिणामों के साथ, E-PdDI अब तक विकसित सबसे कुशल HER उत्प्रेरक प्रस्तुत करता है, जिससे यह प्लैटिनम का एक आशाजनक कम‑लागत विकल्प बनता है।

जब दीर्घकालिक स्थिरता की बात आती है, जो किसी भी उत्प्रेरक का एक महत्वपूर्ण पहलू है, तो PdDI नैनोशीट ने उत्कृष्ट टिकाऊपन दिखाया। वे अम्लीय परिस्थितियों में 12 घंटे के बाद भी अपरिवर्तित रहे, जिससे वास्तविक हाइड्रोजन उत्पादन प्रणालियों में उनकी उपयोगिता सिद्ध होती है। 

“हमारा शोध H2 उत्पादन को अधिक किफायती और सतत बनाने के एक कदम और करीब लाता है, जो स्वच्छ ऊर्जा भविष्य हासिल करने के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है।”

– डॉ. मैडा

कीमती और महंगे प्लैटिनम पर निर्भरता को कम करके, बिस(डायिमिनो)पैलेडियम समन्वय नैनोशीट (PdDI) भी संयुक्त राष्ट्र के सतत विकास लक्ष्यों (SDGs) के साथ संरेखित होते हैं, जो किफायती और स्वच्छ ऊर्जा के साथ-साथ नवाचार और बुनियादी ढांचे को बढ़ावा देते हैं। 

ध्यान देने योग्य बात यह है कि अध्ययन केवल प्रयोगशाला प्रयोगों तक सीमित नहीं है। PdDI नैनोशीट की लागत‑प्रभावशीलता, स्केलेबिलिटी और बढ़ी हुई सक्रियता उन्हें बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, हाइड्रोजन फ्यूल सेल और औद्योगिक हाइड्रोजन उत्पादन में अत्यंत उपयोगी बनाती है।

इसके अलावा, PdDI प्लैटिनम‑आधारित उत्प्रेरकों से जुड़े खनन‑संबंधी उत्सर्जन को कम कर सकता है, जिससे सतत हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था की ओर संक्रमण तेज़ हो जाएगा। TUS टीम के लिए अगला कदम PdDI नैनोशीट को वास्तविक उपयोग के लिए अनुकूलित करना है।

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निवेश योग्य नवाचारी कंपनियाँ 

आइए अब इस क्षेत्र में एक प्रमुख नाम को देखें जो स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने में मदद कर रहा है, जिसमें प्लैटिनम‑रहित हाइड्रोजन उत्प्रेरकों का विकास भी शामिल है।

Plug Power Inc.

$1.54 बिलियन मार्केट कैप कंपनी हाइड्रोजन फ्यूल सेल सिस्टम में विशेषज्ञता रखती है और लागत घटाने और दक्षता बढ़ाने के लिए गैर‑प्लैटिनम उत्प्रेरकों पर शोध कर रही है।

लेखन के समय, PLUG शेयर $1.71 पर ट्रेड हो रहे हैं, YTD में 21.6% गिरावट के साथ। इसका EPS (TTM) -2.54 है, और P/E (TTM) -0.65 है।

Q4 2024 के लिए, प्लग पावर ने $191.5 मिलियन राजस्व और 122% का ग्रॉस मार्जिन नुकसान रिपोर्ट किया, जबकि ऑपरेटिंग कैश फ्लो YoY में 46% सुधरा। इसने वर्ष को $200 मिलियन से अधिक अनरिस्ट्रिक्टेड कैश के साथ समाप्त किया। कंपनी ने हाल ही में $1.66 बिलियन DOE लोन गारंटी कार्यक्रम बंद किया। 

इस अवधि के दौरान, प्लग पावर के इलेक्ट्रोलाइज़र व्यवसाय ने विस्तार जारी रखा, और हाइड्रोजन व्यवसाय मजबूत हुआ।

“2024 प्लग के लिए मजबूत निष्पादन और महत्वपूर्ण रणनीतिक प्रगति का वर्ष था, क्योंकि हमने अपनी पहलों को आगे बढ़ाया और हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था को आगे बढ़ाने में प्रगति की।”

– सीईओ एंडी मार्श

Plug Power पर नवीनतम

निष्कर्ष

विश्व की जनसंख्या तेज़ी से बढ़ रही है, और मध्य‑2080 के दशक तक यह लगभग 10.3 अरब तक पहुंचने की उम्मीद है, जिससे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन की समस्या और अधिक गंभीर हो जाएगी। यह जीवाश्म ईंधन ऊर्जा पर हमारी निर्भरता को कम करने और स्वच्छ, सुरक्षित, प्रचुर और पर्यावरण‑मित्र ऊर्जा स्रोतों को अपनाने की आवश्यकता पैदा करता है।

यहाँ, हाइड्रोजन ऊर्जा स्वच्छ और सतत भविष्य के मुख्य चालक के रूप में उभरी है, जो जीवाश्म ईंधनों के लिए शून्य‑उत्सर्जन विकल्प प्रदान करती है। हालांकि आशाजनक है, हाइड्रोजन का बड़े पैमाने पर उत्पादन महंगे प्लैटिनम‑आधारित उत्प्रेरकों पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जिससे लागत उद्योग के लिए बड़ी चुनौती बनती है।

कीमती Pt धातु को PdDI नैनोशीट से बदलकर, नवीनतम अध्ययन ने इलेक्ट्रोड के लागत‑प्रभावी उत्पादन में एक बड़ी उपलब्धि हासिल की है और इलेक्ट्रोड‑सप्लाई उद्योगों, हाइड्रोजन उत्पादन और ऑटोमोबाइल में शानदार परिणाम प्राप्त किए हैं।

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संदर्भित अध्ययन:

1. Gao, Y., Yang, Y., Schimmenti, R., Murray, E., Peng, H., Wang, Y., Ge, C., Jiang, W., Wang, G., DiSalvo, F. J., Muller, D. A., Mavrikakis, M., Xiao, L., Abruña, H. D., & Zhuang, L. (2022). एक पूरी तरह से कीमती धातु‑रहित क्षारीय फ्यूल सेल, जो कार्बन‑कोटेड निकेल एनोड का उपयोग करके बेहतर प्रदर्शन देता है। Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(13), e2119883119. https://doi.org/10.1073/pnas.2119883119

2. Maeda, H., Phua, E. J. H., Sudo, Y., Nagashima, S., Chen, W., Fujino, M., Takada, K., Fukui, N., Masunaga, H., Sasaki, S., Tsukagoshi, K., & Nishihara, H. (2024). हाइड्रोजन इवोल्यूशन के लिए अत्यधिक सक्रिय इलेक्ट्रोकैटलिस्ट के रूप में बिस(डायिमिनो)पैलेडियम नैनोशीट का संश्लेषण। Chemistry – A European Journal. https://doi.org/10.1002/chem.202403082