ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ

ವಿವಿಧ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್, ಅಮೋನಿಯ (ಅಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಾರಜನಕ ಗೊಬ್ಬರದ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ), ಅನೆಲಿನ್ ಮತ್ತು ಪೇಂಟ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ, ನಾನ್-ಫೆರಸ್ ಲೋಹ ಅದಿರುಗಳಿಂದ ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಹಾರ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ, ಇದನ್ನು ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಕೊಬ್ಬಿನ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು (ಮಾರ್ಗರೀನ್ಗಳು) ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ-ಪ್ರಸ್ತಾಪಿತ ಸಾಮಯಿಕ ಸಂಚಿಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ.

ಈ ಅನಿಲವನ್ನು ಭವಿಷ್ಯದ ಇಂಧನ ವಾಹಕ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದದು, ದಹನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ "ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ" CO2 ಅನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ, ದಹನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಘಟಕ ತೂಕಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾಗಿ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಮಾರ್ಪಡುತ್ತದೆ .

ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, ಲೋಹಗಳು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ನೀರಿನ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಒತ್ತಡದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಎಡಕ್ಕೆ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ^: ΔH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: ΔH <0.

ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

1. ಮೀಥೇನ್ ಪರಿವರ್ತನೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನೀರಿನ ಆವಿಯೊಂದಿಗೆ ಮೀಥೇನ್ನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ 800 - 900 ° C ನಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ: CH₄ + H₂O = CO ^ + 3H₂ ^; ΔH> 0. ಇದಲ್ಲದೆ, ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೈಡ್ರೊಕಾರ್ಬನ್ಗಳ ನೀರಿನ ಆವಿ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H . ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳು ಖಾಲಿಯಾದಂತೆ ಈ ವಿಧಾನಗಳು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ತಮ್ಮ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

2. ಜೈವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜೆನ್ ಅನ್ನು ಜೈವಿಕ ರಾಶಕದಲ್ಲಿ ಕಡಲಕಳೆಗಳಿಂದ ಪಡೆಯಬಹುದು. 1990 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಲ್ಲಿ, ಕಡಲಕಳೆ ಸಲ್ಫರ್ನಿಂದ ವಂಚಿತವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುವುದು, ಅಂದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು . ಜೈವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಜೈವಿಕ ಇಂಧನಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಜೊತೆಗೆ, ಪಾಚಿ, ಮನೆಯ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳ ಜೊತೆಗೆ. ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು CO2 ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಇದೆ.

ಕೋಕ್ ಓವೆನ್ ಅನಿಲದ ಡೀಪ್ ಕೂಲಿಂಗ್ . ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿನ ಕೋಕಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಮೂರು ಭಿನ್ನರಾಶಿಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ: ಘನ - ಕೋಕ್, ದ್ರವ - ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಟಾರ್ - ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ಗಳು, ಆಣ್ವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ (ಸುಮಾರು 60%) ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅನಿಲ. ಈ ಭಾಗವು ವಿಶೇಷ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ಪಡೆದ ನಂತರ ಸೂಪರ್-ಡೀಪ್ ಕೂಲಿಂಗ್ಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಲ್ಮಶಗಳಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನೀರಿನಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಶುದ್ಧವಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ನೀಡುವ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ: 2H₂O → ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ → 2H₂ + O.

5. ಇಂಗಾಲದ ಪರಿವರ್ತನೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ನೀರಿನ ಆವಿ ಒಂದು ಬಿಸಿ ಕೋಕ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವಾಗ ನೀರಿನ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ: C + H₂O = CO ^ + H₂ ^; ΔH> 0, ನಂತರ 400 ° 500 ° C ಗೆ Fe₂O ಗೆ ಬಿಸಿಯಾಗಿರುವ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಮೇಲೆ ನೀರಿನ ಆವಿಯೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಜಾರಿಗೆ ತರುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್ (II) ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಆವಿಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿದೆ: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; ΔH> 0.

6. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಕಾರ್ಬನ್ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್ (CO) ಅನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಮೂಲಕ, ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ನೇರಳೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ (ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿರುವ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಂಪು ಅಥವಾ ಗುಲಾಬಿ ಬಣ್ಣದ ಏಕಕೋಶೀಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು). ಪರಿವರ್ತನೆ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಈ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ರಹಸ್ಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್: CO + H₂O → CO₂ + H .

ಜಲಜನಕದ ರಚನೆಯು ನೀರಿನಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅಧಿಕ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕತ್ತಲೆಯಲ್ಲಿ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ.

ನಮ್ಮ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖವಾದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ ಎಂದರೆ ತೈಲ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನಿಲಗಳ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಕಸನವಾಗಿದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮನೆಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುವುದು ಸಾಧ್ಯವೆಂದು ಹಲವರಿಗೆ ತಿಳಿದಿಲ್ಲ. ಈ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ, ಕ್ಷಾರೀಯ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಪರಿಹಾರದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಒಂದು ಅರ್ಧ ಲೀಟರ್ ಗಾಜಿನ ಬಾಟಲಿಯನ್ನು, ಒಂದು ರಂಧ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ನಿಲುಗಡೆ, ಅನಿಲ ಪೈಪ್, 10 ಗ್ರಾಂ ತಾಮ್ರದ ಸಲ್ಫೇಟ್, 20 ಗ್ರಾಂ ಉಪ್ಪು, 10 ಗ್ರಾಂ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ, 200 ಗ್ರಾಂ ನೀರು, ಒಂದು ಬಲೂನ್ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ.

ನಾವು ತಾಮ್ರದ ಸಲ್ಫೇಟ್ನ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ತಯಾರಿಸುತ್ತೇವೆ: 100 ಗ್ರಾಂ ನೀರನ್ನು ನಾವು 10 ಗ್ರಾಂ ತಾಮ್ರದ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಸೇರಿಸಿ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.

ನಾವು ಉಪ್ಪುನೀರನ್ನು ತಯಾರಿಸುತ್ತೇವೆ: 100 ಗ್ರಾಂ ನೀರು ನಾವು ಉಪ್ಪು 20 ಗ್ರಾಂ ಸೇರಿಸಿ.

ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂಗೆ ಸೇರಿಸಿ. ಬಿಳಿ ಅಮಾನತು ಬಾಟಲಿಯಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡ ನಂತರ, ನಾವು ಟ್ಯೂಬ್ಗೆ ಚೆಂಡನ್ನು ಲಗತ್ತಿಸಿ ಅದನ್ನು ವಿಕಸಿತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತುಂಬಿಸಿ.

ಗಮನ ಕೊಡಿ! ಈ ಅನುಭವವನ್ನು ತೆರೆದ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ನಡೆಸಬೇಕು. ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅವಶ್ಯಕತೆಯಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಉಷ್ಣ ಬಿಡುಗಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣದಿಂದ ಹೊರಬರುವುದು.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್, ಗಾಳಿಯೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದ್ದರೆ, ಸ್ಫೋಟಕ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಝಳಪಿಸುವಿಕೆ ಅನಿಲ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಎರಡು ಭಾಗಗಳ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಒಂದು ಭಾಗ). ಅಂತಹ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಬೆಂಕಿಗೆ ಹಾಕಿದರೆ, ಅದು ಸ್ಫೋಟಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.