হাইড্রোজেন সবচেয়ে সরল রাসায়নিক উপাদান : এর নিউক্লিয়াসে একটি একক প্রোটন থাকে এবং এর পরমাণুতে কেবল একটি ইলেকট্রন থাকে। ডাইহাইড্রোজেন (এইচ 2) এর অণু দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু দ্বারা গঠিত।
হাইড্রোজেন সাধারণত ডাইহাইড্রোজেন উল্লেখ করতে ব্যবহৃত হয়।

1 কেজি হাইড্রোজেন পোড়ানো 1 কেজি পেট্রোলের চেয়ে প্রায় 4 গুণ বেশি শক্তি প্রকাশ করে এবং কেবল জল উত্পাদন করে :

2H2 + O2 -> 2H2O

হাইড্রোজেন পৃথিবীর পৃষ্ঠে খুব প্রচুর পরিমাণে রয়েছে তবে তার বিশুদ্ধ অবস্থায় বিদ্যমান নেই। এটি সর্বদা জল এবং হাইড্রোকার্বনের মতো অণুগুলিতে অন্যান্য রাসায়নিক উপাদানগুলির সাথে আবদ্ধ। জীবন্ত প্রাণী (প্রাণী বা উদ্ভিদ) হাইড্রোজেন দ্বারা গঠিত।
বায়োমাস তাই হাইড্রোজেনের আরেকটি সম্ভাব্য উত্স।

হাইড্রোকার্বন, বায়োমাস এবং জলের মতো এই প্রাথমিক সংস্থানগুলি থেকে হাইড্রোজেন আহরণের জন্য একটি শক্তি ইনপুট প্রয়োজন।
হাইড্রোজেন প্রায় অক্ষয় হতে পারে, তবে এটি প্রতিযোগিতামূলক ব্যয়ে এবং কম কার্বন শক্তি (পারমাণবিক এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য) থেকে পর্যাপ্ত পরিমাণে উত্পাদিত হতে পারে।
হাইড্রোজেন প্রযুক্তি হ'ল হাইড্রোজেন উত্পাদন, এটি সংরক্ষণ এবং শক্তির উদ্দেশ্যে রূপান্তর করার জন্য অধ্যয়ন করা প্রযুক্তির সেট।

হাইড্রোজেন উত্পাদন করার বিভিন্ন বর্তমান উপায় রয়েছে, যার প্রত্যেকটির নিজস্ব সুবিধা এবং ব্যয়, শক্তি দক্ষতা, পরিবেশগত প্রভাবের ক্ষেত্রে অসুবিধা রয়েছে :

জল তড়িৎ বিশ্লেষণ :
জল ইলেক্ট্রোলাইসিস এমন একটি প্রক্রিয়া যা জল (এইচ 2 ও) কে হাইড্রোজেন (এইচ 2) এবং অক্সিজেন (ও 2) এ বিভক্ত করতে বিদ্যুৎ ব্যবহার করে। দুটি প্রধান ধরণের ইলেক্ট্রোলাইসিস রয়েছে : ক্ষারীয় ইলেক্ট্রোলাইসিস এবং প্রোটন এক্সচেঞ্জ ঝিল্লি (পিইএম) ইলেক্ট্রোলাইসিস। জল ইলেক্ট্রোলাইসিস সৌর বা বায়ু শক্তির মতো পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স থেকে বিদ্যুৎ দ্বারা চালিত হতে পারে, এটি হাইড্রোজেন উত্পাদনের পরিবেশ বান্ধব পদ্ধতি হিসাবে তৈরি করে।

মিথেন বাষ্প সংস্কার :
বাষ্প মিথেন সংস্কার একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া যা হাইড্রোজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড (সিও 2) উত্পাদন করতে সাধারণত প্রাকৃতিক গ্যাস আকারে মিথেন (সিএইচ 4) ব্যবহার করে। এই প্রক্রিয়াটি সাধারণত হাইড্রোজেন উত্পাদন করতে রাসায়নিক শিল্পে বড় আকারে ব্যবহৃত হয়। তবে এটি সিও নির্গত করে2, এটি জলের ইলেক্ট্রোলাইসিসের তুলনায় হাইড্রোজেন উত্পাদনের কম পরিবেশ বান্ধব পদ্ধতি তৈরি করে।

বায়োমাস গ্যাসিফিকেশন :
বায়োমাস গ্যাসিফিকেশন এমন একটি প্রক্রিয়া যা জৈব পদার্থকে সিঙ্গাসে রূপান্তরিত করে, যা পরে হাইড্রোজেনে রূপান্তরিত হতে পারে। এই পদ্ধতিটি কৃষি, বনজ বা শহুরে বর্জ্যকে ফিডস্টক হিসাবে ব্যবহার করে, এইভাবে পুনর্নবীকরণযোগ্য এবং টেকসই উত্স থেকে হাইড্রোজেন উত্পাদন করার সম্ভাবনা সরবরাহ করে।

ওয়াটার পাইরোলাইসিস :
জল পাইরোলাইসিস একটি থার্মোকেমিক্যাল প্রক্রিয়া যা জলকে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে বিভক্ত করতে তাপ ব্যবহার করে। যদিও এই পদ্ধতিটি শক্তি দক্ষতার ক্ষেত্রে দক্ষ হতে পারে, তবে এটির জন্য উচ্চ তাপমাত্রা এবং নির্দিষ্ট শর্ত প্রয়োজন, যা এটি বাস্তবায়ন করা আরও জটিল করে তুলতে পারে।

সৌর ফটোইলেক্ট্রোলাইসিস :
সৌর ফটোইলেক্ট্রোলাইসিস হাইড্রোজেন উত্পাদন করার একটি পদ্ধতি যা সূর্যালোককে বিদ্যুতে রূপান্তর করতে সৌর কোষ ব্যবহার করে, যা পরে জলের তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়াটিকে শক্তি দিতে ব্যবহৃত হয়। এই পদ্ধতিটি বিদ্যুতের পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স হিসাবে সৌর শক্তি ব্যবহার করে, তবে এটি সৌর কোষগুলির দক্ষতা এবং সংশ্লিষ্ট ব্যয় দ্বারা সীমাবদ্ধ হতে পারে।

হাইড্রোজেন স্টোরেজ একটি পরিষ্কার এবং বহুমুখী শক্তি বাহক হিসাবে তার সম্ভাব্যতার কারণে গবেষণা এবং বিকাশের একটি সক্রিয় ক্ষেত্র। হাইড্রোজেন সঞ্চয় করার কয়েকটি বর্তমান উপায় এখানে রয়েছে :

গ্যাস সংকোচন :
হাইড্রোজেন চাঙ্গা নলাকার ট্যাঙ্কগুলিতে উচ্চ চাপে সংকুচিত বায়বীয় আকারে সংরক্ষণ করা যেতে পারে। উচ্চ চাপ সহ্য করার জন্য উচ্চ চাপ স্টোরেজ ট্যাংক ইস্পাত বা যৌগিক উপকরণ তৈরি করা যেতে পারে। যাইহোক, উচ্চ চাপে হাইড্রোজেন সংকুচিত করার জন্য নির্দিষ্ট অবকাঠামো প্রয়োজন এবং শক্তির ক্ষতি হতে পারে।

তরলকরণ :
উচ্চ-শক্তি ঘনত্ব স্টোরেজের জন্য হাইড্রোজেনকে শীতল করা যায় এবং খুব কম তাপমাত্রায় (-253 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নীচে) তরল করা যায়। তরল আকারে স্টোরেজ হাইড্রোজেন দ্বারা দখল করা ভলিউম হ্রাস করে, তবে তরল প্রক্রিয়া চলাকালীন ব্যয়বহুল শীতল সরঞ্জাম এবং উল্লেখযোগ্য শক্তি ক্ষতির প্রয়োজন।

কঠিন উপকরণ উপর শোষণ :
হাইড্রোজেন একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো সহ শক্ত পদার্থগুলিতে শোষিত হতে পারে, যেমন সক্রিয় কার্বন, জিওলাইটস, ছিদ্রযুক্ত জৈব ধাতু (এমওএফ), বা জৈব-অজৈব সংকর উপকরণ। এই উপকরণগুলির একটি বৃহত নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল রয়েছে এবং মাঝারি চাপ এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় হাইড্রোজেন শোষণ করতে পারে। যাইহোক, হাইড্রোজেন শোষণ বিপরীত হতে পারে কিন্তু ডিসর্পশনের জন্য উচ্চ চাপ প্রয়োজন।

রাসায়নিক সংরক্ষণাগার :
হাইড্রোজেন রাসায়নিক যৌগগুলির আকারে সংরক্ষণ করা যেতে পারে যা ভেঙে গেলে এটি ছেড়ে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন ধাতব হাইড্রাইড বা জৈব যৌগ যেমন জৈব হাইড্রাইডের আকারে সংরক্ষণ করা যেতে পারে। হাইড্রোজেনের মুক্তি হিটিং, অনুঘটক বা অন্যান্য পদ্ধতি দ্বারা ট্রিগার করা যেতে পারে। তবে রাসায়নিক স্টোরেজ সিস্টেমের তাপমাত্রা, চাপ এবং উপাদান পুনর্জন্মের ক্ষেত্রে নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা থাকতে পারে।

ভূগর্ভস্থ স্টোরেজ :
হাইড্রোজেন উপযুক্ত ভূতাত্ত্বিক গঠনে ভূগর্ভস্থ সংরক্ষণ করা যেতে পারে যেমন লবণাক্ত সিক্ত শিলাস্তর, প্রাকৃতিক গহ্বর বা ছিদ্রযুক্ত জলাধার। ভূগর্ভস্থ স্টোরেজ একটি বৃহত স্টোরেজ ক্ষমতা সরবরাহ করে এবং সুরক্ষা এবং অবকাঠামোগত ঝুঁকি হ্রাস করতে পারে। যাইহোক, এই উপযুক্ত ভূতাত্ত্বিক সাইট এবং নিরাপদ এবং নির্ভরযোগ্য স্টোরেজ কৌশল প্রয়োজন।

হাইড্রোজেনের বহুমুখিতা, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্স থেকে উত্পাদিত হলে পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতা এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন হ্রাস করার সম্ভাবনা সহ তার অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে বিভিন্ন খাতে সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির বিস্তৃত পরিসর রয়েছে। হাইড্রোজেনের কয়েকটি সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে :

পরিষ্কার গতিশীলতা :
হাইড্রোজেন যানবাহন, যেমন জ্বালানী সেল গাড়ি, বাস, ট্রাক এবং ট্রেনগুলি অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন যানবাহনের একটি পরিষ্কার বিকল্প সরবরাহ করে। তারা বাতাস থেকে অক্সিজেনের সাথে হাইড্রোজেন মিশ্রিত করে, উপজাত হিসাবে কেবল জল এবং তাপ উত্পাদন করে, বায়ু দূষণকারী এবং গ্রিনহাউস গ্যাসের নির্গমন হ্রাস করে।

শক্তি সঞ্চয় :
হাইড্রোজেন সৌর এবং বায়ু শক্তির মতো বিরতিহীন পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স দ্বারা উত্পাদিত শক্তি সঞ্চয় সহ বৃহত আকারের শক্তি সঞ্চয়ের মাধ্যম হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। অতিরিক্ত বিদ্যুৎ জলের তড়িৎ বিশ্লেষণ দ্বারা হাইড্রোজেন উত্পাদন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং তারপরে জ্বালানী বা শক্তির উত্স হিসাবে পরে ব্যবহারের জন্য সংরক্ষণ করা যেতে পারে।

শিল্প উৎপাদনঃ
হাইড্রোজেন ব্যাপকভাবে রাসায়নিক শিল্পে অ্যামোনিয়া উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, সার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়, পাশাপাশি মিথেনল, ক্লোরিনযুক্ত হাইড্রোজেন এবং হাইড্রোকার্বন সহ বিভিন্ন রাসায়নিক উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়। এটি ইস্পাত এবং অন্যান্য ধাতু উত্পাদনে হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

বিদ্যুৎ উৎপাদনঃ
হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি স্থির এবং মোবাইল অ্যাপ্লিকেশন উভয়ের জন্য একটি পরিষ্কার এবং দক্ষ উপায়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এগুলি বাণিজ্যিক এবং আবাসিক ভবনগুলিতে বিদ্যুতের ব্যাকআপ উত্স হিসাবে বা বিদ্যুতের প্রাথমিক উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এগুলি শীর্ষ চাহিদার সময়কালে পাওয়ার গ্রিডে বিদ্যুৎ সরবরাহ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

Cআবাসিক এবং বাণিজ্যিক গরম :
হাইড্রোজেন প্রাকৃতিক গ্যাস বা জ্বালানী তেলের পরিবর্তে আবাসিক এবং বাণিজ্যিক গরম করার জন্য জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাইড্রোজেন বয়লারগুলি বিকশিত হচ্ছে এবং গরম ভবনগুলির জন্য কম কার্বন বিকল্প সরবরাহ করতে পারে।

স্পেস অ্যাপ্লিকেশন :
মহাকাশ শিল্পে, হাইড্রোজেন স্পেস লঞ্চ যানবাহন চালানোর জন্য জ্বালানী হিসাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষত রকেটের উপরের পর্যায়ে। তরল হাইড্রোজেন প্রায়শই উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং পরিষ্কার জ্বলনের কারণে প্রোপেল্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।