रॉबर्ट एफ सेवाजुल द्वारा। 12, 2018, 2:00 अपराह्न
सिडनी, ब्रिस्बेन, और मेलबर्न, ऑस्ट्रेलिया- ऑस्ट्रेलिया के प्राचीन, शुष्क परिदृश्य नए विकास के लिए उपजाऊ जमीन हैं, डगलस मैकफर्लेन, उपनगरीय मेलबोर्न में मोनाश विश्वविद्यालय के एक रसायनज्ञ: पवन मिट्टी और सौर पैनलों के विशाल जंगलों का कहना है। प्रति वर्ग मीटर की अधिक सूर्यप्रकाश किसी अन्य के मुकाबले देश पर हमला करती है, और शक्तिशाली हवाएं दक्षिण और पश्चिम तटों को बुफे करती हैं। सभी ने बताया कि ऑस्ट्रेलिया में 25,000 गीगावाट की नवीकरणीय ऊर्जा क्षमता है, जो दुनिया में सबसे ज्यादा है और ग्रह की स्थापित बिजली उत्पादन क्षमता लगभग चार गुना है। फिर भी एक छोटी आबादी और ऊर्जा को स्टोर या निर्यात करने के कुछ तरीके के साथ, इसकी नवीकरणीय बकाया मोटे तौर पर अप्रयुक्त है।
यही वह जगह है जहां मैकफर्लेन आते हैं। पिछले 4 सालों से, वह एक ईंधन सेल पर काम कर रहा है जो नवीकरणीय बिजली को कार्बन मुक्त ईंधन में परिवर्तित कर सकता है: अमोनिया। ईंधन कोशिकाओं आमतौर पर बिजली बनाने के लिए रासायनिक बंधनों में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करते हैं; मैकफर्लेन रिवर्स में संचालित है। अपनी तीसरी मंजिल प्रयोगशाला में, वह एक हॉकी पक के आकार और स्टेनलेस स्टील में पहने हुए उपकरणों में से एक को दिखाता है। इसके पीछे की ओर दो प्लास्टिक ट्यूब नाइट्रोजन गैस और पानी खिलाती हैं, और एक बिजली की तार बिजली की आपूर्ति करती है। इसके सामने एक तीसरी ट्यूब के माध्यम से, यह चुपचाप गैसीय अमोनिया को निकाल देता है, सभी को गर्मी, दबाव, और कार्बन उत्सर्जन के बिना सामान्य रूप से रासायनिक बनाने की आवश्यकता होती है। मैकफर्लेन कहते हैं, 'यह नाइट्रोजन में श्वास ले रहा है और अम्मोनिया को सांस ले रहा है,' एक गर्व पिता की तरह बन रहा है।
दुनिया भर में कंपनियां हर साल $ 60 बिलियन अमोनिया अमोनिया का उत्पादन करती हैं, मुख्य रूप से उर्वरक के रूप में, और मैकफर्लेन के जीजीओ उन्हें अधिक कुशलतापूर्वक और साफ करने की अनुमति दे सकती हैं। लेकिन किसानों की मदद से उनकी ज़िम्मेदारी बहुत अधिक है। अक्षय ऊर्जा को एक ऊर्जा युक्त गैस में परिवर्तित करके जिसे आसानी से ठंडा किया जा सकता है और तरल ईंधन में निचोड़ा जा सकता है, मैकफर्लेन का ईंधन सेल प्रभावी रूप से धूप और हवा को बोतलबंद कर देता है, जिससे उन्हें एक वस्तु में बदल दिया जाता है जिसे दुनिया में कहीं भी भेज दिया जा सकता है और बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है या बिजली ईंधन सेल वाहनों के लिए हाइड्रोजन गैस। ईंधन सेल से बाहर निकलने वाली गैस रंगहीन है, लेकिन पर्यावरणीय रूप से, मैकफर्लेन का कहना है कि अमोनिया जितना हरा हो सकता है। 'तरल अमोनिया तरल ऊर्जा है,' वह कहते हैं। 'यह एक स्थायी तकनीक है जिसे हमें चाहिए।'
अमोनिया-एक नाइट्रोजन परमाणु तीन हाइड्रोजन परमाणुओं से बंधे-शायद एक आदर्श ईंधन की तरह प्रतीत नहीं हो सकता है: घरेलू क्लीनर में इस्तेमाल किया जाने वाला रसायन, गंध की बदबू आ रही है और जहरीली है। लेकिन वॉल्यूम द्वारा इसकी ऊर्जा घनत्व तरल हाइड्रोजन की तुलना में लगभग दोगुनी है - इसका प्राथमिक प्रतिद्वंद्वी हरे वैकल्पिक वैकल्पिक ईंधन के रूप में होता है-और इसे जहाज और वितरित करना आसान होता है। ऑक्सफोर्ड, ब्रिटेन में विनिर्माण विशाल सीमेंस के साथ ऊर्जा भंडारण शोधकर्ता टिम ह्यूजेस कहते हैं, 'आप इसे स्टोर कर सकते हैं, इसे जला सकते हैं, इसे जला सकते हैं, और इसे वापस हाइड्रोजन और नाइट्रोजन में परिवर्तित कर सकते हैं।' कई मायनों में, यह आदर्श है।
दुनिया भर के शोधकर्ता 'अमोनिया अर्थव्यवस्था' के समान दृष्टिकोण का पीछा कर रहे हैं, और ऑस्ट्रेलिया इसे आगे बढ़ाने के लिए खुद को स्थापित कर रहा है। कैनबरा में स्थित ऑस्ट्रेलिया के मुख्य वैज्ञानिक एलन फिंकेल कहते हैं, 'यह अभी शुरू हो रहा है।' संघीय राजनेताओं ने अभी तक नवीकरणीय अमोनिया के समर्थन में कोई बड़ा कानून पेश नहीं किया है, फिंकेल का कहना है कि संभवतः कोयले और प्राकृतिक गैस के निर्यात के लिए लंबे समय से देश में समझने योग्य देश में समझ में आता है। लेकिन पिछले साल, ऑस्ट्रेलियाई नवीकरणीय ऊर्जा एजेंसी ने घोषणा की कि नवीनीकरण के लिए निर्यात अर्थव्यवस्था बनाना इसकी प्राथमिकताओं में से एक है। इस साल, एजेंसी ने शिपिंग अमोनिया सहित अक्षय निर्यात प्रौद्योगिकियों का समर्थन करने के लिए प्रारंभिक निधियों में एयू $ 20 मिलियन की घोषणा की।
ऑस्ट्रेलिया के हवादार तट ऊर्जा का एक वरदान प्रदान करते हैं, जो इसे एक दिन कार्बन मुक्त ईंधन के रूप में निर्यात कर सकता है।
सिडनी में नवीकरणीय ईंधन परामर्श फर्म नवीकरणीय हाइड्रोजन के चेयरमैन ब्रेट कूपर कहते हैं, ऑस्ट्रेलिया के राज्यों में, राजनेता स्थानीय नौकरियों और कर राजस्व के संभावित स्रोत के रूप में नवीकरणीय अमोनिया देखते हैं। क्वींसलैंड में, अधिकारी बंदरगाह शहर ग्लेडस्टोन में अमोनिया निर्यात टर्मिनल बनाने पर चर्चा कर रहे हैं, जो पहले से ही तरलीकृत प्राकृतिक गैस को एशिया में शिपिंग के लिए एक केंद्र है। फरवरी में, दक्षिण ऑस्ट्रेलिया राज्य ने नवीकरणीय अमोनिया परियोजना को अनुदान और ऋण में 12 मिलियन अमरीकी डालर से सम्मानित किया। और पिछले साल, एक अंतरराष्ट्रीय संघ ने पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया राज्य में एशियाई अक्षय ऊर्जा केंद्र के रूप में जाना जाने वाला 10 बिलियन अमरीकी डालर संयुक्त हवा और सौर संयंत्र बनाने की योजना की घोषणा की। यद्यपि अधिकांश परियोजनाओं की 9000 मेगावाट बिजली अंडरसी केबल के माध्यम से इंडोनेशिया में लाखों घरों को बिजली देने के लिए बहती है, लेकिन उस शक्ति का उपयोग लंबी दूरी के निर्यात के लिए अमोनिया उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। ऑस्ट्रेलिया के राष्ट्रमंडल वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान संगठन (सीएसआईआरओ) एनर्जी में पुलेनवेल में कम उत्सर्जन प्रौद्योगिकियों के शोध निदेशक डेविड हैरिस कहते हैं, 'अमोनिया नवीकरणीय निर्यात के लिए महत्वपूर्ण एनाबेलर है।' 'यह पूरी दुनिया के लिए पुल है।'
सबसे पहले, हालांकि, अक्षय अमोनिया के लिए प्रचारकों को आधुनिक दुनिया की सबसे बड़ी, गंदे, और सबसे अधिक समय-सम्मानित औद्योगिक प्रक्रियाओं में से एक को विस्थापित करना होगा: कुछ हैबर-बॉश कहा जाता है।
अमोनिया फैक्ट्री, पाइप और टैंक का एक धातु महानगर, बैठता है जहां पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया के पिल्बारा रेगिस्तान के लाल चट्टान समुद्र से मिलते हैं। दुनिया का सबसे बड़ा अमोनिया उत्पादक यारा का स्वामित्व, और 2006 में पूरा हुआ, संयंत्र अभी भी चमचमा रहा है। यह तकनीकी वैनगार्ड में है और दुनिया के सबसे बड़े अमोनिया संयंत्रों में से एक है। फिर भी इसके मूल में स्टील रिएक्टर हैं जो अभी भी अमोनिया बनाने के लिए एक शताब्दी पुरानी नुस्खा का उपयोग करते हैं।
1 9 0 9 तक, नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया ने ग्रह पर अधिकांश अमोनिया बना दिया। लेकिन उस वर्ष, जर्मन वैज्ञानिक फ़्रिट्ज हैबर ने एक प्रतिक्रिया पाया कि, लौह उत्प्रेरक की सहायता से, कठिन रासायनिक बंधन को विभाजित कर सकता है जो नाइट्रोजन, एन 2 के अणुओं को एक साथ रखता है, और अमोनिया बनाने के लिए हाइड्रोजन के साथ परमाणुओं को जोड़ता है। प्रतिक्रिया लंबे, संकीर्ण इस्पात रिएक्टरों में 250 वायुमंडल के दबाव के लिए क्रूर बल-अप लेती है- पहली बार जर्मनी के रसायनज्ञ कार्ल बॉश द्वारा औद्योगिकीकृत प्रक्रिया। प्रक्रिया काफी कुशल है; पौधे में लगाई गई लगभग 60% ऊर्जा अमोनिया के बंधनों में संग्रहित होती है। कारखानों तक यारा के आकार तक बढ़ाया गया, प्रक्रिया बड़ी मात्रा में अमोनिया का उत्पादन कर सकती है। आज, सुविधा सालाना 850,000 मीट्रिक टन अमोनिया बनाती है और एम्पायर स्टेट बिल्डिंग के वजन से दोगुनी से अधिक है।
अधिकांश उर्वरक के रूप में प्रयोग किया जाता है। पौधे नाइट्रोजन लालसा करते हैं, प्रोटीन और डीएनए के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं, और अमोनिया इसे जैविक रूप से उपलब्ध रूप में वितरित करता है। हैबर-बॉश रिएक्टर प्राकृतिक प्रक्रियाओं की तुलना में अमोनिया को बहुत तेज कर सकते हैं, और हाल के दशकों में प्रौद्योगिकी ने किसानों को दुनिया की विस्फोटक आबादी को खिलाने में सक्षम बनाया है। यह अनुमान लगाया गया है कि मानव शरीर में कम से कम आधा नाइट्रोजन आज सिंथेटिक अमोनिया संयंत्र से आता है।
हैबर-बॉश ने हरित क्रांति की ओर अग्रसर किया, लेकिन प्रक्रिया हरा लेकिन कुछ भी है। इसके लिए हाइड्रोजन गैस (एच 2) के स्रोत की आवश्यकता होती है, जिसे दबावित, सुपर-गरम भाप का उपयोग करके प्रतिक्रिया में प्राकृतिक गैस या कोयले से अलग किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) पीछे छोड़ दिया गया है, समग्र प्रक्रिया से लगभग आधे उत्सर्जन के लिए लेखांकन। दूसरा फीडस्टॉक, एन 2, आसानी से हवा से अलग होता है, जो 78% नाइट्रोजन होता है। लेकिन रिएक्टरों में हाइड्रोजन और नाइट्रोजन को जोड़ने के लिए आवश्यक दबाव उत्पन्न करना अधिक जीवाश्म ईंधन का उपभोग करता है, जिसका अर्थ है सीओ 2। उत्सर्जन में वृद्धि: अमोनिया उत्पादन दुनिया की ऊर्जा का लगभग 2% खपत करता है और इसके सीओ 2 का 1% उत्पन्न करता है।
रिवर्स ईंधन कोशिकाएं औद्योगिक हैबर-बॉश प्रक्रिया की तुलना में हवा और पानी से अमोनिया बनाने के लिए अक्षय ऊर्जा का उपयोग कर सकती हैं। नवीकरणीय अमोनिया उर्वरक-अमोनिया की पारंपरिक भूमिका के रूप में या ऊर्जा-घने ईंधन के रूप में कार्य कर सकता है।
यारा एक पायलट संयंत्र के साथ उस प्रक्रिया को हरित करने की दिशा में पहला कदम उठा रहा है, जो 201 9 में खुलने के लिए तैयार है, जो मौजूदा पिल्बारा कारखाने के बगल में बैठेगा। एच 2 बनाने के लिए प्राकृतिक गैस पर भरोसा करने के बजाय, नया ऐड-ऑन इलेक्ट्रोलाइजर के एक बैंक में 2.5 मेगावाट सौर सरणी से बिजली खिलाएगा, जो पानी को एच 2 और ओ 2 में विभाजित करेगा। सुविधा अभी भी नाइट्रोजन के साथ हाइड्रोजन को अमोनिया बनाने के लिए गठबंधन करने के लिए हैबर-बॉश प्रतिक्रिया पर भरोसा करेगी। लेकिन सौर-संचालित हाइड्रोजन स्रोत लगभग सीओ 2 उत्सर्जन को लगभग आधा प्रक्रिया में कटौती करता है।
अन्य परियोजनाएं सूट का पालन कर रही हैं। दक्षिण ऑस्ट्रेलिया राज्य ने एक एयू $ 180 मिलियन अमोनिया संयंत्र बनाने के लिए फरवरी में योजनाओं की घोषणा की, फिर से अक्षय ऊर्जा द्वारा संचालित इलेक्ट्रोलाइज़र पर भरोसा किया। 2020 में खोलने के लिए तैयार, संयंत्र उर्वरक और तरल अमोनिया का एक क्षेत्रीय स्रोत होगा, जिसे टरबाइन में जलाया जा सकता है या बिजली बनाने के लिए ईंधन सेल के माध्यम से चलाया जा सकता है। तरल ऊर्जा की आपूर्ति दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में ग्रिड को स्थिर करने में मदद करेगी, जिसने 2016 में एक कमजोर ब्लैकआउट का सामना किया था।
अमोनिया ने इस तरह यूरोपीय संघ और कैलिफ़ोर्निया जैसे स्थानों में खरीदारों को आकर्षित करना चाहिए, जिन्होंने हिरण ईंधन खरीदने के लिए प्रोत्साहन बनाए हैं। और जैसे ही बाजार बढ़ता है, इसलिए अमोनिया और प्रौद्योगिकियों को आयात करने के लिए वितरण मार्ग भी इसका उपयोग करेंगे, हैरिस का कहना है। तब तक, मैकफर्लेन जैसे ईंधन कोशिकाएं हीबर-बॉश को विस्थापित करने के लिए तैयार हो सकती हैं- और अमोनिया उत्पादन के लिए आधा हरा दृष्टिकोण पूरी तरह से हरा हो सकता है।
भयभीत गर्मी और दबाव को लागू करने के बजाय, ईंधन कोशिकाओं को विपरीत रूप से झुकाव आयनों और इलेक्ट्रॉनों द्वारा अमोनिया बनाते हैं। एक बैटरी चार्ज होने के नाते, बिजली के साथ आपूर्ति किए गए दो इलेक्ट्रोड के बीच आयनों का प्रवाह होता है। उत्प्रेरक के साथ कवर किया गया एनोड, ओ 2, हाइड्रोजन आयनों, और इलेक्ट्रॉनों में पानी के अणुओं को विभाजित करता है। प्रोटॉन एक इलेक्ट्रोलाइट और कैथोड के लिए प्रोटॉन-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से बहते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन एक तार के माध्यम से यात्रा करते हैं। कैथोड में, उत्प्रेरक एन 2 अणुओं को विभाजित करते हैं और हाइड्रोजन आयनों और इलेक्ट्रॉनों को नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने और अमोनिया बनाने के लिए संकेत देते हैं।
वर्तमान में, उपज मामूली होती है। कमरे के तापमान और दबाव पर, ईंधन सेल प्रतिक्रियाओं में आम तौर पर 1% और 15% के बीच की क्षमता होती है, और थ्रूपुट एक ट्रिकल होता है। लेकिन मैकफर्लेन को इलेक्ट्रोलाइट बदलकर क्षमता बढ़ाने के लिए एक रास्ता मिला है। पानी आधारित इलेक्ट्रोलाइट में जो कई समूह उपयोग करते हैं, पानी के अणु कभी-कभी कैथोड में इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इलेक्ट्रॉनों को चुराते हैं जो अन्यथा अमोनिया बनाने में जाते हैं। मैकफर्लेन का कहना है, 'हम लगातार इलेक्ट्रॉनों को हाइड्रोजन में जाने के साथ लड़ रहे हैं।'
रिवर्स ईंधन सेल में एक घटक अमोनिया बनाने के लिए पानी और नाइट्रोजन को एक साथ बुनाई के लिए अक्षय ऊर्जा का उपयोग करता है।
उस प्रतियोगिता को कम करने के लिए, उन्होंने आयनिक तरल इलेक्ट्रोलाइट कहलाता है। उस दृष्टिकोण से अमोनिया उत्पादन को बढ़ावा देने, कैथोड पर उत्प्रेरक के पास बैठने के लिए अधिक एन 2 और कम पानी की अनुमति मिलती है। नतीजतन, ईंधन सेल की दक्षता 15% से 60% तक गिर गई, वह और उसके सहयोगियों ने पिछले साल ऊर्जा और पर्यावरण विज्ञान में रिपोर्ट की। मैकफर्लेन का कहना है कि परिणाम 70% तक बढ़ गया है, लेकिन ट्रेडऑफ के साथ। अपने ईंधन सेल में आयनिक तरल गोपी है, पानी की तुलना में 10 गुना अधिक चिपचिपा है। प्रोटोन को अमोनिया उत्पादन की दर धीमा कर कैथोड में अपना रास्ता ढकना पड़ता है। 'यह हमें दर्द देता है,' मैकफर्लेन कहते हैं।
चीजों को गति देने के लिए, मैकफर्लेन और उनके सहयोगी अपने आयनिक तरल पदार्थ से मर रहे हैं। एसीएस एनर्जी लेटर्स में अप्रैल में प्रकाशित एक अध्ययन में, वे फ्लोराइन में समृद्ध एक को तैयार करने की रिपोर्ट करते हैं, जो प्रोटॉन को अधिक आसानी से गुजरने में मदद करता है और 10 के कारक द्वारा अमोनिया उत्पादन को गति देता है। लेकिन उत्पादन दर को अभी भी कोशिकाओं से पहले परिमाण के आदेशों से बढ़ने की जरूरत है अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) द्वारा क्षेत्र के लिए निर्धारित लक्ष्यों को पूरा कर सकते हैं, जो हैबर-बॉश को चुनौती देना शुरू कर देंगे।
मोनाश विश्वविद्यालय के बगल में, सीएसआईआरओ एनर्जी के क्लेटन कार्यालयों में सरब गिड्डी और उनके सहयोगियों ने अपने 'झिल्ली रिएक्टर' के साथ अमोनिया बना रहे हैं। यह उच्च तापमान और मामूली दबाव पर निर्भर करता है-हैबर-बॉश रिएक्टर में उन लोगों की तुलना में बहुत कम है- जो मैकफर्लेन के सेल की तुलना में दक्षता बलिदान करते समय थ्रुपुट को बढ़ावा देते हैं। रिएक्टर डिजाइन 450 डिग्री सेल्सियस तक गरम, केंद्रित लंबी धातु ट्यूबों की एक जोड़ी के लिए कॉल करते हैं। ट्यूबों के बीच संकीर्ण अंतर में एच 2 बहती है, जिसे सौर-या पवन संचालित इलेक्ट्रोलाइज़र द्वारा बनाया जा सकता है। अंतराल को अस्तर में डालने वाले उत्प्रेरक एच 2 अणुओं को अलग-अलग हाइड्रोजन परमाणुओं में विभाजित करते हैं, जो मामूली दबाव तब भीतरी ट्यूब दीवार के परमाणु जाली के माध्यम से अपने खोखले कोर तक बल देते हैं, जहां पाइप-एन 2 अणुओं का इंतजार होता है। एक उत्प्रेरक रूप से सक्रिय धातु जैसे पैलेडियम रेखाएं आंतरिक सतह, एन 2 को विभाजित करती हैं और हाइड्रोजन और नाइट्रोजन को अमोनिया में जोड़ती हैं-मैकफर्लेन के सेल की तुलना में बहुत तेज होती है। अभी तक इनपुट एच 2 का केवल एक छोटा सा अंश किसी दिए गए पास में प्रतिक्रिया करता है-एक और रिएक्टर की दक्षता के लिए दस्तक देता है।
अन्य दृष्टिकोण काम में हैं। गोल्डन में कोलोराडो स्कूल ऑफ माइन्स में, रयान ओहैरे के नेतृत्व में शोधकर्ता बटन-आकार रिवर्स ईंधन कोशिकाओं का विकास कर रहे हैं। उच्च परिचालन तापमान का सामना करने के लिए सिरेमिक से बने, सेल रिकॉर्ड दरों पर अमोनिया को संश्लेषित कर सकता है-मैकफर्लेन के ईंधन सेल से लगभग 500 गुना तेज। गिड्डी के झिल्ली रिएक्टरों की तरह, सिरेमिक ईंधन कोशिकाओं उत्पादन के लिए कुछ दक्षता बलिदान। फिर भी, ओहैरे कहते हैं, उन्हें अभी भी डीओई लक्ष्यों को पूरा करने के लिए 70 के दूसरे कारक द्वारा उत्पादन दर में सुधार करने की जरूरत है। ओहारे कहते हैं, 'हमारे पास बहुत सारे विचार हैं।'
क्या इनमें से कोई भी दृष्टिकोण कुशल और तेज़ दोनों होने के कारण हवादार होगा, अभी भी अज्ञात है। फेयेटविले में अरकंसास विश्वविद्यालय के एक रासायनिक अभियंता लॉरेन ग्रीनली कहते हैं, 'समुदाय अभी भी यह जानने का प्रयास कर रहा है कि किस दिशा में जाना है।' डब्ल्यूईई के एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी-एनर्जी प्रोग्राम के लिए अक्षय ईंधन बनाने पर वाशिंगटन, डीसी में एक प्रबंधक ग्रिगोरी सोलोविचिक सहमत हैं। '[हरा] अमोनिया बनाने के लिए मुश्किल नहीं है,' वह कहते हैं। 'इसे बड़े पैमाने पर आर्थिक रूप से बनाना कठिन है।'
ऐसा लगता है कि इस उद्योग को शुरू करने के लिए पर्याप्त रुचि है।
हालांकि, दूर-दराज ऑस्ट्रेलियाई अमोनिया से भरे एशिया-बाध्य टैंकरों की संभावना अगले प्रश्न उठाती है। 'एक बार जब आप बाजार में अमोनिया प्राप्त कर लेते हैं, तो आप इससे ऊर्जा कैसे प्राप्त करते हैं?' ब्रिस्बेन में सीएसआईआरओ एनर्जी में केमिस्ट माइकल डॉलन से पूछता है।
सबसे आसान विकल्प, डॉलन कहते हैं, हरी अमोनिया को उर्वरक के रूप में उपयोग करना है, जैसे आज के अमोनिया लेकिन कार्बन जुर्माना के बिना। इसके अलावा, अमोनिया को अमोनिया को जलाने के लिए अनुकूलित बिजली संयंत्र में या पारंपरिक ईंधन सेल में बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है, क्योंकि दक्षिण ऑस्ट्रेलिया संयंत्र ऐसा करने की योजना बना रहा है। लेकिन वर्तमान में, अमोनिया का उच्चतम मूल्य हाइड्रोजन के समृद्ध स्रोत के रूप में होता है, जो ईंधन सेल वाहनों के लिए उपयोग किया जाता है। जबकि अमोनिया उर्वरक लगभग 750 डॉलर प्रति टन बेचता है, ईंधन सेल वाहनों के लिए हाइड्रोजन उस राशि से 10 गुना अधिक हो सकता है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, ईंधन सेल कारें सभी मृत लेकिन प्रतीत होती हैं, बैटरी संचालित वाहनों द्वारा पराजित। लेकिन जापान अभी भी ईंधन कोशिकाओं का भारी समर्थन कर रहा है। जीवाश्म ईंधन आयात को कम करने और पेरिस जलवायु समझौते के तहत सीओ 2 उत्सर्जन को कम करने की अपनी प्रतिबद्धता को पूरा करने के लिए देश ने हाइड्रोजन प्रौद्योगिकी पर 12 अरब अमेरिकी डॉलर से अधिक खर्च किए हैं। आज देश में सड़क पर केवल 2500 ईंधन सेल वाहन हैं। लेकिन 2030 तक जापानी अधिकारियों ने 800,000 की उम्मीद की। और देश अमोनिया को ईंधन देने के तरीके के रूप में देख रहा है।
हाइड्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करने के लिए केवल इसे फिर से परिवर्तित करने के लिए अजीब लग सकता है। लेकिन हाइड्रोजन जहाज को मुश्किल है: इसकी ऊर्जा सामग्री का एक तिहाई उपयोग करके इसे 253 डिग्री सेल्सियस से नीचे तापमान तक ठंडा करके इसे तरल बना दिया जाना चाहिए। इसके विपरीत, अमोनिया, दबाव में -10 डिग्री सेल्सियस पर दबाव डालता है। हाइड्रोजन को अमोनिया और पीठ में परिवर्तित करने की ऊर्जा दंड लगभग हाइड्रोजन को ठंडा करने जैसा ही है, डॉलन कहते हैं- और अमोनिया को संभालने और परिवहन के लिए कहीं अधिक बुनियादी ढांचा पहले से मौजूद है, उनका कहना है कि अमोनिया सुरक्षित शर्त है।
अमोनिया अणुओं से निकलने वाले अंतिम चरण-स्ट्रिपिंग हाइड्रोजन-जो डॉलन और उसके सहयोगी काम कर रहे हैं। सीएसआईआरओ परिसर में एक गुंबददार धातु गोदाम में जिसे लंबे समय से कोयला दहन का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है, दो डोलन के सहयोगी 2 मीटर लंबे रिएक्टर को इकट्ठा कर रहे हैं जो आसपास के कोयले रिएक्टर द्वारा बौने हुए हैं। जब स्विच किया जाता है, तो रिएक्टर अमोनिया को अपने दो घटकों में 'दरार' कर देगा: एच 2, बिक्री के लिए इकट्ठा होने के लिए, और एन 2, हवा में वापस जाने के लिए।
वह रिएक्टर मूल रूप से गिड्डी के झिल्ली रिएक्टर का एक बड़ा संस्करण है, जो रिवर्स में काम कर रहा है। केवल यहां, गैसीय अमोनिया दो सांद्रिक धातु ट्यूबों के बीच की जगह में पाइप किया जाता है। गर्मी, दबाव, और धातु उत्प्रेरक अमोनिया अणुओं को तोड़ते हैं और ट्यूब के खोखले कोर की ओर हाइड्रोजन परमाणुओं को धक्का देते हैं, जहां वे एच 2 बनाने के लिए गठबंधन करते हैं जो चूसने और संग्रहीत होते हैं।
आखिरकार, डॉलन कहते हैं, रिएक्टर 99.9 999% शुद्ध हाइड्रोजन प्रति दिन 15 किलोग्राम उत्पादन करेगा, जो कुछ ईंधन सेल कारों को बिजली देने के लिए पर्याप्त है। अगले महीने, वह दो ईंधन सेल कारों में टोयोटा मिराई और हुंडई नेक्सो में टैंक भरने के लिए इसका इस्तेमाल कर ऑटोकर्स को रिएक्टर का प्रदर्शन करने की योजना बना रहा है। उनका कहना है कि उनकी टीम तकनीक के चारों ओर एक वाणिज्यिक पायलट संयंत्र बनाने के लिए एक कंपनी के साथ देर से मंच चर्चा में है। कूपर कहते हैं, 'यह जिग्स पहेली का एक बहुत ही महत्वपूर्ण टुकड़ा है।'
हाल ही में जापान के अर्थव्यवस्था मंत्रालय, व्यापार और उद्योग द्वारा प्रकाशित एक नवीकरणीय ऊर्जा रोडमैप के मुताबिक 2030 से अधिक जापान जापान की हर साल $ 10 बिलियन और 20 अरब डॉलर हाइड्रोजन आयात करेगा। जापान, सिंगापुर और दक्षिण कोरिया ने ऑस्ट्रेलियाई अधिकारियों के साथ नवीकरणीय उत्पादित हाइड्रोजन या अमोनिया आयात करने के लिए बंदरगाहों की स्थापना के बारे में सभी चर्चाएं शुरू की हैं। हैरिस का कहना है, 'यह कैसे आर्थिक रूप से एक साथ आता है, मुझे नहीं पता,' हैरिस कहते हैं। 'लेकिन ऐसा लगता है कि इस उद्योग को शुरू करने के लिए पर्याप्त रुचि है।'
कूपर जानता है कि वह इसे कैसे समाप्त करना चाहता है। सिडनी में बरसात की सुबह कॉफी पर, वह अक्षय अमोनिया के लिए अपने भविष्यवादी दृष्टिकोण का वर्णन करता है। जब वह squints, वह देख सकते हैं, शायद सड़क के नीचे 30 साल, ऑस्ट्रेलिया के तट supertankers के साथ बिखरे हुए, ऑफशोर रिग पर डॉक किया। लेकिन वे तेल से भर नहीं पाएंगे। सीफ्लूर पावरलाइनों में किनारे पर हवा और सौर खेतों से रिग के लिए नवीकरणीय बिजली होगी। बोर्ड पर, एक उपकरण बिजली का उपयोग समुद्री जल को विलुप्त करने के लिए करेगा और हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए ताजा पानी इलेक्ट्रोलाइज़र को पास करेगा। एक और डिवाइस आकाश से नाइट्रोजन फिल्टर करेगा। रिवर्स ईंधन कोशिकाएं टैंकरों पर लोड होने के लिए दोनों को अमोनिया में बुनाई देती हैं-सूर्य, वायु और समुद्र से ऊर्जा का इनाम।
यह सपना है कि परमाणु संलयन कभी नहीं पहुंचा, वह कहता है: अस्थायी कार्बन मुक्त शक्ति, केवल इस बार अमोनिया से। 'यह कभी खत्म नहीं हो सकता है, और सिस्टम में कोई कार्बन नहीं है।'
