హైడ్రోజనిస్తోంది!

హరితంగా

సాంకేతిక పరిజ్ఞానం విషయంలోనే కాదు, ఇంధన వినియోగంలోనూ టోక్యో ఒలింపిక్స్‌ సరికొత్త చర్చకు నాంది పలుకుతోంది. పర్యావరణ హిత హరిత హైడ్రోజన్‌ వాడకానికి పెద్ద పీట వేసి అందరి దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది. ఇప్పటికే ఒలింపిక్‌ జ్యోతి పాక్షికంగా హరిత హైడ్రోజన్‌తో వెలుగుతుండగా.. క్రీడాకారుల బస ఏర్పాట్లకు, వాహనాలకూ పూర్తిగా ఇదే ఇంధనమవుతోంది. భవిష్యత్‌లో శిలాజ ఇంధనాల స్థానాన్ని భర్తీ చేయగలదనే నమ్మకాన్నీ కల్పిస్తోంది.

గాలి కన్నా హైడ్రోజన్‌ సుమారు 14 రెట్లు తేలికగా ఉంటుంది.

‘‘1964 టోక్యో ఒలింపిక్స్‌ షింకెన్‌సెన్‌ హైస్పీడ్‌ రైళ్ల వ్యవస్థను ప్రసాదించింది. వచ్చే ఒలింపిక్స్‌ హైడ్రోజన్‌ సమాజాన్ని వారసత్వంగా ఇవ్వనుంది’’. టోక్యో గవర్నర్‌ 2016లో చేసిన ప్రకటన ఇది. అనుకున్నట్టుగానే జపాన్‌ అడుగులు వేసింది. ఒలింపిక్‌ క్రీడా గ్రామం, ప్రత్యేక వాహన సదుపాయాలే దీనికి నిదర్శనం. పదేళ్ల క్రితం ఫుకుషిమా అణు ప్రమాదం జరిగిన తర్వాత ఏర్పాటు చేసిన నిషేధిత ప్రాంతంలోనే భారీ సౌర విద్యుత్తు కేంద్రాన్ని నెలకొల్పటం.. దీన్ని హరిత హైడ్రోజన్‌ తయారీకి వాడుకోవటం.. దీన్ని వినియోగించుకొనే ఫ్యూయెల్‌ సెల్స్‌ క్రీడా గ్రామాన్ని వెలుగులతో నింపుతుండటం విశేషం. టయోటా కంపెనీ రూపొందించిన మిరాయ్‌ కార్లు సైతం హైడ్రోజన్‌ ఫ్యూయెల్‌ సెల్స్‌తోనే నడుస్తాయి. ఒలింపిక్స్‌ అధికారిక రవాణా అంతా వీటితోనే సాగుతుంది. భవిష్యత్‌ చమురు హైడ్రోజనే అనే విషయాన్ని ఇది చెప్పకనే చెబుతోంది. ప్రపంచం మొత్తం ఇప్పుడు దీని వైపే చూస్తోంది. ఒకప్పుడు అధునాతన అణు ఇంధనంపై మక్కువ ప్రదర్శించిన జపాన్‌ ప్రస్తుతం హైడ్రోజన్‌ మీద ప్రత్యేక దృష్టి సారించింది. ప్రపంచంలో అతిపెద్ద హైడ్రోజన్‌ ఫిల్లింగ్‌ స్టేషన్ల వ్యవస్థ జపాన్‌లోనే ఉంది. ఉక్కు తయారీ వంటి భారీ పరిశ్రమల్లో శిలాజ ఇంధనాలకు బదులు పూర్తిగా హైడ్రోజన్‌నే వాడాలనీ సంకల్పించింది. ద్రవ హైడ్రోజన్‌తో నడిచే మొట్టమొదటి నౌకను అక్కడి కవసాకి హెవీ ఇండస్ట్రీస్‌ 2019లోనే ప్రారంభించింది. జపాన్‌ పొరుగుదేశం దక్షిణ కొరియా సైతం ఇలాంటి ప్రణాళికలే సిద్ధం చేసింది. వచ్చే దశాబ్దంలో హైడ్రోజన్‌ ఆధారిత ఆర్థిక వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేయటానికి హ్యూండయ్‌ వంటి సంస్థలు భారీ ప్రాజెక్టును ఆరంభించాయి. వాహనాల కోసం హైడ్రోజన్‌ ఫిల్లింగ్‌ స్టేషన్ల ఏర్పాటులో ఒక్క జపానే కాదు. జర్మనీ, అమెరికా, దక్షిణ కొరియా, చైనా, ఫ్రాన్స్‌, బ్రిటన్‌, కెనడా, డెన్మార్క్‌, నెదర్లాండ్స్‌, ఆస్ట్రియా, నార్వే వంటి దేశాలూ పోటీ పడుతున్నాయి.

హరిత హైడ్రోజన్‌ అంటే?

ప్రస్తుతం హైడ్రోజన్‌ ఇంధనాన్ని రకరకాల పద్ధతుల్లో తయారుచేస్తున్నారు. ఎక్కువగా థర్మల్‌ ప్రక్రియ, ఎలక్ట్రోలైసిస్‌ విధానాలను అనుసరిస్తున్నారు. నిజానికి సహజ వాయువుతో హైడ్రోజన్‌ను చవకగానే తయారుచేయొచ్చు. కానీ అప్పుడది హరిత ఇంధనమని అనిపించుకోదు. శిలాజ ఇంధనాలకు బదులు సౌర, పవన విద్యుత్తు వంటి పునర్వియోగ ఇంధనాలతో తయారుచేసేదే హరిత హైడ్రోజన్‌. అంటే వాడుకుంటున్నప్పుడే కాదు, తయారుచేసే సమయంలోనూ ఇది పర్యావరణానికి హాని చేయదన్నమాట. దీన్ని ఎలా తయారుచేస్తారో తెలుసా? ముందుగా సౌర లేదా పవన విద్యుత్తుతో నడిచే ఎలక్ట్రోలైజర్‌ పరికరంలోని నీటిని పంపిస్తారు. ఈ పరికరం నీటి నుంచి హైడ్రోజన్‌, ఆక్సిజన్‌ మూలకాలను వేరుచేస్తుంది. ఈ హైడ్రోజన్‌ను ఒడిసి పట్టి కంప్రెస్‌డ్‌ వాయువు లేదా ద్రవ రూపంలో నిల్వచేస్తారు. అనంతరం అవసరమైన చోటుకి తరలిస్తారు.

మొట్టమొదటి గ్యాస్‌ బెలూన్‌ పారిస్‌లో 1783లో గాలిలోకి ఎగిరింది. ఇందులో నింపిన గ్యాస్‌ హైడ్రోజనే.

చిరకాల ప్రయత్నం

మన విశ్వంలో అతి విస్తారమైన రసాయన మూలకం హైడ్రోజనే. జీవుల మనుగడకు ఇది అత్యవసరం. ప్రాణుల్లో దాదాపు అన్ని కణాల్లోనూ ఉంటుంది. మన భూమ్మీద నీరు, హైడ్రోకార్బన్లు, జీవద్రవ్యరాశి వంటి వాటితో కలిసి ఉంటుంది. హైడ్రోజన్‌, ఆక్సిజన్‌ సంయోగంతోనే నీరు ఏర్పడుతుంది. మరి నీటిని విడగొడితే హైడ్రోజన్‌, ఆక్సిజన్‌ వేరవుతాయి కదా. ఇలా హైడ్రోజన్‌ను ఒడిసిపట్టుకొని ఇంధనంగా వినియోగించుకోవాలనే భావన చాలాకాలం నుంచీ ఉన్నదే. దీంతో నడిచే యంత్రాలను 1807లోనే రూపొందించారు. ఎలక్ట్రోలైసిస్‌ పద్ధతితో నీటిని విడగొట్టి హైడ్రోజన్‌ను తయారుచేయొచ్చని అప్పట్లోనే ప్రతిపాదించారు. ఇది ఖరీదైన పద్ధతి కావటం.. బొగ్గు, చమురు చవకగా అందుబాటులోకి రావటంతో హైడ్రోజన్‌ ఊసు వెనకబడిపోయింది. దీనికి తోడు హైడ్రోజన్‌తో నడిచే ఎయిర్‌షిప్‌ 1937లో పేలిపోవటం పెద్ద దెబ్బతీసింది. హైడ్రోజన్‌ ప్రమాదరకమైందనే భావన బలపడిపోయింది. అయితే హైడ్రోజన్‌ తయారీకి కొత్త కొత్త పరిజ్ఞనాలు.. నిల్వ చేయటానికి, తరలించటానికి సురక్షిత పద్ధతులు అందుబాటులోకి వస్తున్న తరుణంలో ఇప్పుడిప్పుడే దీని ప్రయోజనాలను, సుగుణాలను అంతా గుర్తిస్తున్నారు. 2030 నాటికి శిలాజ ఇంధనాలతో తయారయ్యే హైడ్రోజన్‌ స్థానాన్ని హరిత ఇంధనం పూర్తిగా భర్తీ చేయగలదన్నది ఇంటర్నేషనల్‌ రెన్యువబుల్‌ ఎనర్జీ ఏజెన్సీ అంచనా. ఇది త్వరలోనే నిజం కానుందని ఒలింపిక్స్‌ క్రీడల కోసం జపాన్‌ చేస్తున్న ఏర్పాట్లు సూచిస్తున్నాయి.

ఎన్నో సుగుణాలు

హైడ్రోజన్‌ సుగుణాలు చాలానే ఉన్నాయి. నిజానికిది ఇంధన వాహకమే గానీ ఇంధన వనరు కాదు. నేరుగా శక్తిని వెలువరించదు. ఆక్సిజన్‌ వంటి ఇతర మూలకాలతో కలిసినప్పుడే మండుతుంది. దీన్ని ఫ్యూయెల్‌ సెల్స్‌లో సమర్థంగా వాడుకోవచ్చు. వాహనం ఇంజిన్‌లోని ఫ్యూయెల్‌ సెల్‌లో ఇది ఆక్సిజన్‌తో కలిసినప్పుడు శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. బయటికి నీటి ఆవిరి మాత్రమే విడుదలవుతుంది. ఎలాంటి కాలుష్యమూ వెలువడదు. ఇలా పర్యావరణానికి హితం చేసే హైడ్రోజన్‌ను చాలాకాలం నిల్వ ఉంచుకోవచ్చు. సుదూరాలకు సరఫరా చేయొచ్చు. ఇళ్లకు, పరికరాలకు విద్యుత్‌ అందించటం దగ్గర్నుంచి వాహనాలు, భారీ పరిశ్రమల వరకూ అన్నింటికీ వినియోగించుకోవచ్చు. బరువు పరంగా ఏ ఇంధనంతో చూసినా హైడ్రోజన్‌లో ఇంధన శాతం ఎక్కువ. పెట్రోలు కన్నా 3 రెట్లు ఎక్కువ ఇంధన శక్తి కలిగుంటుంది. ఇలాంటి గుణాలే హైడ్రోజన్‌ పట్ల ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఆసక్తి పెరిగేలా చేస్తున్నాయి. ప్రస్తుతం ఎరువులు, మెథనాలు, ప్లాస్టిక్‌ తయారీ.. చమురు శుద్ధి, లోహాల శుద్ధి వంటి వాటికి హైడ్రోజన్‌ను ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు.

నాసా అంతరిక్షానికి పంపే రాకెట్లలో హైడ్రోజన్‌ను ఇంధనంగా వాడుకుంటోంది.

అధిక ఖర్చే పెద్ద అడ్డంకి

హరిత హైడ్రోజన్‌ తయారు చేయాలంటే సౌర లేదా పవన విద్యుత్తుతో ఖరీదైన ఎలక్ట్రోలైసిస్‌ పద్ధతిలో నీటిని విడగొట్టాల్సి ఉంటుంది. ఇందుకు పైగా ప్రత్యేక ఏర్పాట్లు అవసరం. దీనికి ఖర్చు ఎక్కువ అవుతుంది. హైడ్రోజన్‌ను తగు ఉష్ణోగ్రత, పీడనంలోనూ నిల్వ చేయాల్సి ఉంటుంది. అలాగే దీన్ని సురక్షితంగా రవాణా చేయటానికి ట్రక్కులు, నౌకలు, రైళ్ల డిజైన్లనూ మార్చాల్సి ఉంటుంది. ఇవీ ఖర్చుతో కూడుకున్నవే. అయితే ఖర్చు ఎక్కువైనా పర్యావరణ హితాన్ని దృష్టిలో పెట్టుకొని శుద్ధ హైడ్రోజన్‌ వైపే అంతా మక్కువ చూపుతున్నారు. ఖర్చు తగ్గించే సాంకేతిక పరిజ్ఞానాల రూపకల్పనపైనా దృష్టి సారిస్తున్నారు. ఫ్యూయెల్‌ సెల్స్‌ ఖర్చు 2006 నుంచి దాదాపు 60% వరకు పడిపోవటమే దీనికి నిదర్శనం. వీటి మన్నిక కూడా 4 రెట్లు ఎక్కువగా పెరిగింది. ఇవన్నీ కొత్త ఇంధనం దిశగానే మార్గం వేస్తున్నాయి.

జపాన్‌ స్ఫూర్తితో..

వాతావరణం వేడెక్కటానికి కారణమవుతున్న గ్రీన్‌హౌజ్‌ వాయువుల ఉద్గారాలను 2050 నాటికి సున్నాకు తీసుకురావాలని జపాన్‌ సంకల్పించింది. కానీ అక్కడి పరిస్థితుల మూలంగా పునర్వినియోగ ఇంధనాలకు మళ్లటం అంత తేలికైన పని కాదు. భారీ సౌర, పవన విద్యుత్తు కేంద్రాలను నెలకొల్పటానికి అవసరమైన భూభాగం లేదు. అందుకే పలు చెరువుల మీద సోలార్‌ ఫలకాలను అమర్చింది. సముద్ర తీరాల్లో పవన విద్యుత్తు కేంద్రాలను ఏర్పాటు చేయాలనీ భావిస్తోంది. అయినా కూడా అక్కడి జనాభాకు సరిపడినంత విద్యుత్తు తయారీ సాధ్యం కాదు.  ఈ వ్యత్యాసాన్ని భర్తీ చేయటానికే హైడ్రోజన్‌ మీద పెద్ద ఎత్తున దృష్టి సారించింది. ఒలింపిక్స్‌ అవసరాల కోసం ప్రపంచంలోనే అతి పెద్ద సౌర విద్యుత్తు ఆధారిత ఎలక్ట్రోలైజర్‌ను తయారుచేసింది. జపాన్‌ స్ఫూర్తితో చాలా దేశాలు కొత్త లక్ష్యాలతో ముందడుగేస్తున్నాయి.

ద్రవ హైడ్రోజన్‌ చాలా చల్లగా ఉంటుంది. శరీరానికి తగిలితే చర్మం చచ్చుబడుతుంది.