ہائیڈروجن سب سے آسان کیمیائی عنصر ہے : اس کا نیوکلیس ایک پروٹون پر مشتمل ہے اور اس کے ایٹم میں صرف ایک الیکٹران ہے. ڈائی ہائیڈروجن (ایچ 2) کا مالیکیول دو ہائیڈروجن ایٹموں پر مشتمل ہے۔
ہائیڈروجن عام طور پر ڈائی ہائیڈروجن کا حوالہ دینے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

1 کلو گرام ہائیڈروجن جلانے سے 1 کلو گرام پٹرول کے مقابلے میں تقریبا 4 گنا زیادہ توانائی خارج ہوتی ہے اور صرف پانی پیدا ہوتا ہے :

2H2 + O2 -> 2H2O

زمین کی سطح پر ہائیڈروجن بہت وافر مقدار میں موجود ہے لیکن اس کی خالص حالت میں موجود نہیں ہے۔ یہ ہمیشہ دوسرے کیمیائی عناصر سے منسلک ہوتا ہے ، جیسے پانی اور ہائیڈروکاربن جیسے مالیکیولز میں۔ جاندار (جانور یا پودے) بھی ہائیڈروجن پر مشتمل ہوتے ہیں۔
لہذا بایوماس ہائیڈروجن کا ایک اور ممکنہ ذریعہ ہے۔

ہائیڈرو کاربن، بائیو ماس اور پانی جیسے بنیادی وسائل سے ہائیڈروجن نکالنے کے لئے توانائی ان پٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔
ہائیڈروجن تقریبا ناقابل تسخیر ہوسکتا ہے ، بشرطیکہ اسے مسابقتی لاگت پر اور کم کاربن توانائی (نیوکلیئر اور قابل تجدید) سے کافی مقدار میں تیار کیا جاسکے۔
ہائیڈروجن ٹیکنالوجیز ان ٹکنالوجیوں کا مجموعہ ہے جو ہائیڈروجن پیدا کرنے ، اسے ذخیرہ کرنے اور اسے توانائی کے مقاصد کے لئے تبدیل کرنے کے لئے مطالعہ کیا جاتا ہے۔

ہائیڈروجن پیدا کرنے کے متعدد موجودہ طریقے ہیں ، ہر ایک لاگت ، توانائی کی کارکردگی ، ماحولیاتی اثرات کے لحاظ سے اپنے فوائد اور نقصانات کے ساتھ :

پانی کا الیکٹرولائٹس :
واٹر الیکٹرولائٹس ایک ایسا عمل ہے جو پانی (ایچ 2 او) کو ہائیڈروجن (ایچ 2) اور آکسیجن (او 2) میں توڑنے کے لئے بجلی

جنگل میں

کا استعمال کرتا ہے۔ الیکٹرولیسیس کی دو اہم اقسام ہیں : الکلائن الیکٹرولائٹس اور پروٹون ایکسچینج جھلی (پی ای ایم) الیکٹرولائٹس۔ پانی کے الیکٹرولائٹس کو قابل تجدید ذرائع جیسے شمسی یا ہوا کی توانائی سے بجلی

جنگل میں

سے چلایا جاسکتا ہے ، جس سے یہ ہائیڈروجن کی پیداوار کا ماحول دوست طریقہ بن جاتا ہے۔

میتھین بھاپ کی اصلاح :
بھاپ میتھین ریفارمنگ ایک کیمیائی عمل ہے جو ہائیڈروجن اور کاربن ڈائی آکسائیڈ (سی او 2) پیدا کرنے کے لئے عام طور پر قدرتی گیس کی شکل میں میتھین (سی ایچ 4) کا استعمال کرتا ہے۔ یہ عمل عام طور پر ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لئے کیمیائی صنعت میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے. تاہم ، یہ کاربن ڈائی آکسائیڈ بھی خارج کرتا ہے ، جس سے یہ پانی کے الیکٹرولائٹس کے مقابلے میں ہائیڈروجن کی پیداوار کا کم ماحول دوست طریقہ بن جاتا ہے۔

بائیو ماس گیسیفیکیشن :
بایوماس گیسیفیکیشن ایک ایسا عمل ہے جو نامیاتی مادے کو سنگاس میں تبدیل کرتا ہے ، جسے پھر ہائیڈروجن میں تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ یہ طریقہ زرعی، جنگلات یا شہری فضلے کو فیڈ سٹاک کے طور پر استعمال کرتا ہے، اس طرح قابل تجدید اور پائیدار ذرائع سے ہائیڈروجن پیدا کرنے کا امکان پیش کرتا ہے.

پانی کی پائرولیسس :
واٹر پائرولیسس ایک تھرموکیمیکل عمل ہے جو پانی کو ہائیڈروجن اور آکسیجن میں توڑنے کے لئے گرمی کا استعمال کرتا ہے۔ اگرچہ یہ طریقہ توانائی کی کارکردگی کے لحاظ سے موثر ہوسکتا ہے ، لیکن اس کے لئے اعلی درجہ حرارت اور مخصوص حالات کی ضرورت ہوتی ہے ، جو اسے نافذ کرنے کے لئے زیادہ پیچیدہ بنا سکتا ہے۔

شمسی فوٹو الیکٹرولائٹس :
شمسی فوٹو الیکٹرولائٹس ہائیڈروجن پیدا کرنے کا ایک طریقہ ہے جو سورج کی روشنی کو بجلی

جنگل میں

میں تبدیل کرنے کے لئے شمسی خلیات کا استعمال کرتا ہے ، جو پھر پانی کے الیکٹرولائٹس کے عمل کو طاقت دینے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ یہ طریقہ شمسی توانائی کو بجلی

جنگل میں

کے قابل تجدید ذریعہ کے طور پر استعمال کرتا ہے ، لیکن یہ شمسی خلیوں کی کارکردگی اور متعلقہ اخراجات سے محدود ہوسکتا ہے۔

ہائیڈروجن اسٹوریج ایک صاف اور ورسٹائل توانائی کیریئر کے طور پر اپنی صلاحیت کی وجہ سے تحقیق اور ترقی کا ایک فعال علاقہ ہے. ہائیڈروجن ذخیرہ کرنے کے کچھ موجودہ طریقے یہ ہیں :

گیس کا دباؤ :
ہائیڈروجن کو مضبوط سلنڈر ٹینکوں میں اعلی دباؤ پر گیس کی شکل میں ذخیرہ کیا جاسکتا ہے۔ ہائی پریشر اسٹوریج ٹینک اعلی دباؤ کا مقابلہ کرنے کے لئے سٹیل یا کمپوزٹ مواد سے بنائے جا سکتے ہیں. تاہم، اعلی دباؤ پر ہائیڈروجن کو کمپریس کرنے کے لئے مخصوص بنیادی ڈھانچے کی ضرورت ہوتی ہے اور توانائی کے نقصانات کا باعث بن سکتا ہے.

Liquefaction :
ہائیڈروجن کو ٹھنڈا کیا جاسکتا ہے اور بہت کم درجہ حرارت (-253 ڈگری سینٹی گریڈ سے نیچے) تک مائع کیا جاسکتا ہے تاکہ اعلی توانائی کثافت ذخیرہ کیا جاسکے۔ مائع شکل میں اسٹوریج ہائیڈروجن کے زیر قبضہ حجم کو کم کرتا ہے ، لیکن مائع کاری کے عمل کے دوران مہنگے کولنگ آلات اور توانائی کے نمایاں نقصانات کی ضرورت ہوتی ہے۔

ٹھوس مواد پر جذب :
ہائیڈروجن کو ٹھوس مواد پر جذب کیا جاسکتا ہے جس کی ساخت غیر محفوظ ہوتی ہے ، جیسے فعال کاربن ، زیولائٹس ، سوراخ دار نامیاتی دھاتیں (ایم او ایف) ، یا نامیاتی - غیر نامیاتی ہائبرڈ مواد۔ ان مواد میں ایک بڑا مخصوص سطح کا رقبہ ہوتا ہے اور معتدل دباؤ اور ارد گرد کے درجہ حرارت پر ہائیڈروجن کو جذب کرسکتا ہے۔ تاہم ، ہائیڈروجن جذب کو تبدیل کیا جاسکتا ہے لیکن اس کے لئے اعلی دباؤ کی ضرورت ہوتی ہے۔

کیمیائی اسٹوریج :
ہائیڈروجن کو کیمیائی مرکبات کی شکل میں ذخیرہ کیا جاسکتا ہے جو ٹوٹنے پر اسے جاری کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ہائیڈروجن کو دھاتی ہائڈرائڈز یا نامیاتی مرکبات جیسے نامیاتی ہائڈرائڈز کی شکل میں ذخیرہ کیا جاسکتا ہے۔ ہائیڈروجن کے اخراج کو ہیٹنگ ، کیٹالیسس ، یا دیگر طریقوں کے ذریعہ متحرک کیا جاسکتا ہے۔ تاہم ، کیمیائی اسٹوریج سسٹم میں درجہ حرارت ، دباؤ ، اور مواد کی بحالی کے لحاظ سے مخصوص ضروریات ہوسکتی ہیں۔

زیر زمین اسٹوریج :
ہائیڈروجن کو مناسب ارضیاتی ڈھانچوں جیسے نمکین آبی ذخائر ، قدرتی کیویٹیز ، یا غیر محفوظ ذخائر میں زیر زمین ذخیرہ کیا جاسکتا ہے۔ زیر زمین اسٹوریج اسٹوریج کی ایک بڑی صلاحیت پیش کرتا ہے اور سیکورٹی اور بنیادی ڈھانچے کے خطرات کو کم کرسکتا ہے۔ تاہم ، اس کے لئے مناسب ارضیاتی مقامات اور محفوظ اور قابل اعتماد اسٹوریج تکنیک کی ضرورت ہے۔

ہائیڈروجن کی اپنی منفرد خصوصیات کی وجہ سے مختلف شعبوں میں ممکنہ ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ہے ، بشمول اس کی ورسٹائلٹی ، قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے تیار ہونے پر صفائی ، اور گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کو کم کرنے کی صلاحیت۔ ہائیڈروجن کی کچھ ممکنہ ایپلی کیشنز میں شامل ہیں :

صاف نقل و حرکت :
ہائیڈروجن گاڑیاں ، جیسے ایندھن سیل کاریں ، بسیں ، ٹرک ، اور ٹرینیں ، اندرونی دہن انجن گاڑیوں کا صاف متبادل پیش کرتی ہیں۔ وہ ہوا سے آکسیجن کے ساتھ ہائیڈروجن کو ملا کر بجلی

جنگل میں

پیدا کرتے ہیں ، صرف پانی اور گرمی کو ضمنی مصنوعات کے طور پر پیدا کرتے ہیں ، فضائی آلودگی اور گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کو کم کرتے ہیں۔

توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت :
ہائیڈروجن کو بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے ، بشمول وقفے وقفے سے قابل تجدید ذرائع جیسے شمسی اور ہوا کی توانائی کے ذریعہ پیدا ہونے والی توانائی کو ذخیرہ کرنا۔ اضافی بجلی

جنگل میں

کو پانی کے الیکٹرولائٹس کے ذریعہ ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے اور پھر بعد میں ایندھن یا توانائی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کے لئے ذخیرہ کیا جاسکتا ہے۔

صنعتی پیداوار :
ہائیڈروجن بڑے پیمانے پر امونیا کی پیداوار کے لئے کیمیائی صنعت میں استعمال کیا جاتا ہے، کھادوں کی تیاری کے ساتھ ساتھ میتھانول، کلورینیٹڈ ہائیڈروجن، اور ہائیڈروکاربن سمیت مختلف کیمیکلز کی پیداوار میں بھی استعمال ہوتا ہے. یہ اسٹیل اور دیگر دھاتوں کی پیداوار میں کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے.

بجلی

جنگل میں

کی پیداوار :
ہائیڈروجن ایندھن کے خلیوں کو اسٹیشنری اور موبائل ایپلی کیشنز دونوں کے لئے صاف اور موثر طریقے سے بجلی

جنگل میں

پیدا کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ وہ تجارتی اور رہائشی عمارتوں میں بجلی

جنگل میں

کے بیک اپ ذریعہ کے طور پر یا بجلی

جنگل میں

کے بنیادی ذریعہ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ انہیں زیادہ مانگ کے دوران پاور گرڈز کو بجلی

جنگل میں

کی فراہمی کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔

Cرہائشی اور تجارتی گرمی :
ہائیڈروجن کو رہائشی اور تجارتی حرارت کے لئے ایندھن کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے ، قدرتی گیس یا ایندھن کے تیل کی جگہ۔ ہائیڈروجن بوائلر تیار کیے جارہے ہیں اور عمارتوں کو گرم کرنے کے لئے کم کاربن متبادل پیش کرسکتے ہیں۔

خلائی ایپلی کیشنز :
خلائی صنعت میں ، ہائیڈروجن کو خلائی لانچ گاڑیوں کو چلانے کے لئے ایندھن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے ، خاص طور پر راکٹوں کے اوپری مراحل میں۔ مائع ہائیڈروجن کو اکثر اس کی اعلی توانائی کثافت اور صاف دہن کی وجہ سے پروپیلنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔