ஹைட்ரஜன் மிக எளிமையான வேதியியல் தனிமம் : அதன் உட்கருவில் ஒற்றை புரோட்டான் உள்ளது மற்றும் அதன் அணுவில் ஒரே ஒரு எலக்ட்ரான் மட்டுமே உள்ளது. டைஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு (H2) இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களால் ஆனது.
ஹைட்ரஜன் பொதுவாக டைஹைட்ரஜனைக் குறிக்கப் பயன்படுகிறது.

1 கிலோ ஹைட்ரஜனை எரிப்பது 1 கிலோ பெட்ரோலை விட கிட்டத்தட்ட 4 மடங்கு அதிக ஆற்றலை வெளியிடுகிறது மற்றும் தண்ணீரை மட்டுமே உருவாக்குகிறது :

2H2 + O2 -> 2H2O

ஹைட்ரஜன் பூமியின் மேற்பரப்பில் ஏராளமாக உள்ளது, ஆனால் அதன் தூய நிலையில் இல்லை. இது எப்போதும் நீர் மற்றும் ஹைட்ரோகார்பன்கள் போன்ற மூலக்கூறுகளில் உள்ள பிற வேதியியல் கூறுகளுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. உயிரினங்களும் (விலங்கு அல்லது தாவரம்) ஹைட்ரஜனால் ஆனவை.
எனவே பயோமாஸ் ஹைட்ரஜனின் மற்றொரு சாத்தியமான மூலமாகும்.

ஹைட்ரோகார்பன்கள், பயோமாஸ் மற்றும் நீர் போன்ற இந்த முதன்மை வளங்களிலிருந்து ஹைட்ரஜனைப் பிரித்தெடுக்க ஆற்றல் உள்ளீடு தேவைப்படுகிறது.
ஹைட்ரஜன் கிட்டத்தட்ட தீர்ந்துபோகாததாக இருக்கும், இது போதுமான அளவுகளில் போட்டி விலையிலும், குறைந்த கார்பன் ஆற்றலிலிருந்தும் (அணுசக்தி மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்கவை) உற்பத்தி செய்யப்பட முடியும்.
ஹைட்ரஜன் தொழில்நுட்பங்கள் என்பது ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யவும், அதை சேமிக்கவும், ஆற்றல் நோக்கங்களுக்காக மாற்றவும் ஆய்வு செய்யப்பட்ட தொழில்நுட்பங்களின் தொகுப்பாகும்.

ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய பல தற்போதைய வழிகள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் செலவு, ஆற்றல் திறன், சுற்றுச்சூழல் தாக்கம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் உள்ளன :

நீர் மின்னாற்பகுப்பு :
நீர் மின்னாற்பகுப்பு என்பது தண்ணீரை (H2O) ஹைட்ரஜன் (H2) மற்றும் ஆக்ஸிஜன் (O2) ஆக உடைக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தும் ஒரு செயல்முறையாகும். மின்னாற்பகுப்பில் இரண்டு முக்கிய வகைகள் உள்ளன : கார மின்னாற்பகுப்பு மற்றும் புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு (PEM) மின்னாற்பகுப்பு. நீர் மின்னாற்பகுப்பை சூரிய அல்லது காற்று சக்தி போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து மின்சாரம் மூலம் இயக்க முடியும், இது ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான சுற்றுச்சூழல் நட்பு முறையாக அமைகிறது.

மீத்தேன் நீராவி சீர்திருத்தம் :
நீராவி மீத்தேன் சீர்திருத்தம் என்பது ஒரு வேதியியல் செயல்முறையாகும், இது ஹைட்ரஜன் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) உற்பத்தி செய்ய பொதுவாக இயற்கை வாயு வடிவத்தில் மீத்தேன் (CH4) ஐப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த செயல்முறை பொதுவாக வேதியியல் தொழிலில் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய பெரிய அளவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், இது CO2 ஐ வெளியிடுகிறது, இது நீர் மின்னாற்பகுப்புடன் ஒப்பிடும்போது ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியின் குறைந்த சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த முறையாக அமைகிறது.

தாவர எரிசக்தி வாயுவாக்கம் :
பயோமாஸ் வாயுவாக்கம் என்பது கரிமப் பொருட்களை சின்காஸாக மாற்றும் ஒரு செயல்முறையாகும், பின்னர் அவை ஹைட்ரஜனாக மாற்றப்படலாம். இந்த முறை விவசாயம், வனவியல் அல்லது நகர்ப்புற கழிவுகளை ஒரு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்துகிறது, இதனால் புதுப்பிக்கத்தக்க மற்றும் நிலையான மூலங்களிலிருந்து ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதற்கான வாய்ப்பை வழங்குகிறது.

நீர் பைரோலிசிஸ் :
நீர் பைரோலிசிஸ் என்பது ஒரு தெர்மோ கெமிக்கல் செயல்முறையாகும், இது தண்ணீரை ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாக உடைக்க வெப்பத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த முறை ஆற்றல் செயல்திறனின் அடிப்படையில் திறமையானதாக இருக்கும்போது, இதற்கு அதிக வெப்பநிலை மற்றும் குறிப்பிட்ட நிலைமைகள் தேவைப்படுகின்றன, இது செயல்படுத்த மிகவும் சிக்கலானதாக இருக்கும்.

சூரிய ஒளிமின்னாற்பகுப்பு :
சூரிய ஒளிமின்னாற்பகுப்பு என்பது ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு முறையாகும், இது சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்ற சூரிய மின்கலங்களைப் பயன்படுத்துகிறது, பின்னர் இது நீர் மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறைக்கு சக்தியளிக்கப் பயன்படுகிறது. இந்த முறை சூரிய சக்தியை புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சார ஆதாரமாகப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் இது சூரிய மின்கலங்களின் செயல்திறன் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய செலவுகளால் மட்டுப்படுத்தப்படலாம்.

ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு ஒரு சுத்தமான மற்றும் பல்துறை ஆற்றல் கேரியராக அதன் திறன் காரணமாக ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டின் செயலில் உள்ள பகுதியாகும். ஹைட்ரஜனை சேமிப்பதற்கான தற்போதைய சில வழிகள் இங்கே :

வாயு சுருக்கம் :
வலுவூட்டப்பட்ட உருளை வடிவ தொட்டிகளில் உயர் அழுத்தத்தில் ஹைட்ரஜனை வாயு வடிவி

DVI

ல் சேமிக்க முடியும். உயர் அழுத்த சேமிப்பு தொட்டிகள் அதிக அழுத்தத்தைத் தாங்கும் எஃகு அல்லது கலப்பு பொருட்களால் செய்யப்படலாம். இருப்பினும், உயர் அழுத்தங்களில் ஹைட்ரஜனை அழுத்துவதற்கு குறிப்பிட்ட உள்கட்டமைப்பு தேவைப்படுகிறது மற்றும் ஆற்றல் இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

திரவமாக்கல் :
உயர் ஆற்றல் அடர்த்தி சேமிப்பிற்காக ஹைட்ரஜனை மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் (-253 டிகிரி செல்சியஸுக்குக் கீழே) குளிர்வித்து திரவமாக்கலாம். திரவ வடிவத்தில் சேமிப்பது ஹைட்ரஜனால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட அளவைக் குறைக்கிறது, ஆனால் திரவமாக்கல் செயல்பாட்டின் போது விலையுயர்ந்த குளிரூட்டும் உபகரணங்கள் மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க ஆற்றல் இழப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.

திடப்பொருட்களின் மீது பரப்புக் கவர்ச்சி :
செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன்கள், ஜியோலைட்டுகள், நுண்ணிய கரிம உலோகங்கள் (எம்ஓஎஃப்) அல்லது கரிம-கனிம கலப்பின பொருட்கள் போன்ற நுண்ணிய கட்டமைப்பைக் கொண்ட திடப்பொருட்களின் மீது ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சலாம். இந்த பொருட்கள் ஒரு பெரிய குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் மிதமான அழுத்தம் மற்றும் சுற்றுப்புற வெப்பநிலைகளில் ஹைட்ரஜனை உறிஞ்ச முடியும். இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் பரப்புக் கவர்ச்சி மீளக்கூடியது, ஆனால் உறிஞ்சுதலுக்கு அதிக அழுத்தம் தேவைப்படுகிறது.

இரசாயன சேமிப்பு :
ஹைட்ரஜனை ரசாயன கலவைகள் வடிவி

DVI

ல் சேமிக்க முடியும், அவை உடைக்கப்படும்போது அதை வெளியிடுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜனை உலோக ஹைட்ரைடுகள் அல்லது கரிம ஹைட்ரைடுகள் போன்ற கரிம சேர்மங்களின் வடிவத்தில் சேமிக்க முடியும். ஹைட்ரஜனின் வெளியீடு வெப்பமாக்கல், வினையூக்கம் அல்லது பிற முறைகள் மூலம் தூண்டப்படலாம். இருப்பினும், இரசாயன சேமிப்பு அமைப்புகள் வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் பொருள் மீளுருவாக்கம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் குறிப்பிட்ட தேவைகளைக் கொண்டிருக்கலாம்.

நிலத்தடி சேமிப்பு :
உப்பு நீர்நிலைகள், இயற்கை துவாரங்கள் அல்லது நுண்ணிய நீர்த்தேக்கங்கள் போன்ற பொருத்தமான புவியியல் அமைப்புகளில் ஹைட்ரஜனை நிலத்தடியில் சேமிக்க முடியும். நிலத்தடி சேமிப்பு ஒரு பெரிய சேமிப்பு திறனை வழங்குகிறது மற்றும் பாதுகாப்பு மற்றும் உள்கட்டமைப்பு அபாயங்களை குறைக்கலாம். இருப்பினும், இதற்கு பொருத்தமான புவியியல் தளங்கள் மற்றும் பாதுகாப்பான மற்றும் நம்பகமான சேமிப்பு நுட்பங்கள் தேவை.

ஹைட்ரஜன் அதன் பல்துறை, புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி மூலங்களிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் போது தூய்மை மற்றும் கிரீன்ஹவுஸ் வாயு உமிழ்வைக் குறைக்கும் திறன் உள்ளிட்ட அதன் தனித்துவமான பண்புகள் காரணமாக பல்வேறு துறைகளில் பரந்த அளவிலான சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. ஹைட்ரஜனின் சில சாத்தியமான பயன்பாடுகள் பின்வருமாறு :

சுத்தமான இயக்கம் :
எரிபொருள் செல் கார்கள், பேருந்துகள், லாரிகள் மற்றும் ரயில்கள் போன்ற ஹைட்ரஜன் வாகனங்கள் உள் எரிப்பு இயந்திர வாகனங்களுக்கு சுத்தமான மாற்றீட்டை வழங்குகின்றன. அவை ஹைட்ரஜனை காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜனுடன் இணைப்பதன் மூலம் மின்சாரத்தை உருவாக்குகின்றன, நீர் மற்றும் வெப்பத்தை மட்டுமே துணை தயாரிப்புகளாக உருவாக்குகின்றன, காற்று மாசுபடுத்திகள் மற்றும் கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களின் உமிழ்வைக் குறைக்கின்றன.

ஆற்றல் சேமிப்பு :
சூரிய சக்தி மற்றும் காற்று சக்தி போன்ற இடைவிடாத புதுப்பிக்கத்தக்க ஆதாரங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றலை சேமிப்பது உட்பட பெரிய அளவிலான ஆற்றல் சேமிப்புக்கான வழிமுறையாக ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தலாம். அதிகப்படியான மின்சாரம் நீரை மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படலாம், பின்னர் பின்னர் எரிபொருள் அல்லது ஆற்றல் மூலமாக பயன்படுத்த சேமிக்கப்படலாம்.

தொழில்துறை உற்பத்தி :
வேதியியல் தொழிலில் ஐதரசன் பரவலாக அம்மோனியா உற்பத்திக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, உரங்கள் தயாரிப்பிலும், மெத்தனால், குளோரினேட்டட் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஐதரோகார்பன் உள்ளிட்ட பல்வேறு வேதிப்பொருட்களின் உற்பத்தியிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எஃகு மற்றும் பிற உலோகங்களின் உற்பத்தியில் ஒடுக்கும் முகவராகவும் இதைப் பயன்படுத்தலாம்.

மின்சார உற்பத்தி :
ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்கள் நிலையான மற்றும் மொபைல் பயன்பாடுகளுக்கு சுத்தமான மற்றும் திறமையான வழியில் மின்சாரத்தை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம். அவை வணிக மற்றும் குடியிருப்பு கட்டிடங்களில் மின்சாரத்தின் காப்பு மூலமாகவோ அல்லது முதன்மை ஆற்றல் மூலமாகவோ பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உச்ச தேவை காலங்களில் மின் கட்டங்களுக்கு மின்சாரம் வழங்கவும் அவை பயன்படுத்தப்படலாம்.

Cகுடியிருப்பு மற்றும் வணிக வெப்பமாக்கல் :
இயற்கை எரிவாயு அல்லது எரிபொருள் எண்ணெய்க்கு பதிலாக ஹைட்ரஜனை குடியிருப்பு மற்றும் வணிக வெப்பமாக்கலுக்கு எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தலாம். ஹைட்ரஜன் கொதிகலன்கள் உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன, மேலும் கட்டிடங்களை சூடாக்குவதற்கு குறைந்த கார்பன் மாற்றீட்டை வழங்கக்கூடும்.

விண்வெளி பயன்பாடுகள் :
விண்வெளித் துறையில், விண்வெளி ஏவுதல் வாகனங்களை உந்துவதற்கு ஹைட்ரஜன் எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறிப்பாக ராக்கெட்டுகளின் மேல் கட்டங்களில். திரவ ஹைட்ரஜன் அதன் உயர் ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் சுத்தமான எரிப்பு காரணமாக பெரும்பாலும் உந்துசக்தியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.