विषय: उच्च दबाव कोलाइडल हाइड्रोजन Aphrons (CHAs): जनरेशन, स्टोरेज, स्थिरता और रिलीज पर एक अध्ययन
प्रियंका राजपूत,
समय और दिनांक: बुधवार 7 जनवरी 2026 पर 02:30 बजे
M S टीम लिंक: https://teams.microsoft.com/meet/4937166660609?p=d7gQSCn0Tjv6PitLYq
ईमेल: iitdpriyank@gmail.com
LinkedIn:- https://in.linkedin.com/in/priyankrajput
ABSTRACT:
हाइड्रोजन को अपनी असाधारण ऊर्जा घनत्व और पर्यावरण के अनुकूल दहन विशेषताओं के कारण अत्यधिक आशाजनक ऊर्जा स्रोत के रूप में व्यापक रूप से स्वीकार किया गया है। हाइड्रोजन परिवहन और बिजली उत्पादन सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में ईंधन के रूप में उपयोग किया जा सकता है। 1971 में, फेलिक्स सेबा ने कोलाइडल गैस एफ्रॉन्स (सीजीए) के रूप में संदर्भित 'माइक्रोफोम' का उत्पादन करने के लिए एक विधि प्रस्तावित की। ये CGA अपनी संरचना और तरल यांत्रिक गुणों में पारंपरिक फोम से अलग हैं।
.यह थीसिस सुरक्षित हाइड्रोजन भंडारण में सीजीए के आवेदन की जांच करता है, जो सुरक्षा चिंताओं को कम करने और व्यापक रूप से स्वीकार्य ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन की व्यवहार्यता को बढ़ाने के लिए अपनी विशिष्ट विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित करता है। अध्ययन एक अभिनव कोलाइडल प्रणाली है कि जलीय सर्फैक्टेंट समाधान में निलंबित स्थिर microbubbles के भीतर हाइड्रोजन encapsulates शुरू करके पारंपरिक हाइड्रोजन भंडारण विधियों द्वारा प्रस्तुत प्रमुख चुनौतियों को संबोधित करता है। प्रयोगात्मक पद्धति में बंद परिस्थितियों में सीजीए की तैयारी शामिल थी। इस प्रकार हाइड्रोजन दबाव के तहत तैयार सीजीए को कोलाइडल हाइड्रोजन एफ्रोन (CHAs) नाम दिया गया है। प्रयोगात्मक सेटअप ऑप्टिकल अवलोकन, चुंबकीय हलचल और सुरक्षा प्रणालियों के लिए सुविधाओं से लैस था। अध्ययन ने विभिन्न पहलुओं की जांच की, जिसमें सीएचए, हाइड्रोजन रिलीज तंत्र, जल निकासी व्यवहार, स्थिरता वृद्धि और morphological विशेषता शामिल है।
.परिणाम बताते हैं कि सीएए में उत्कृष्ट हाइड्रोजन भंडारण क्षमता है, जो 90 बार दबाव में 5.8 wt% तक की भंडारण क्षमता तक पहुंचती है। मोर्फोलॉजिकल विश्लेषण से पता चला है कि CHAs आकार वितरण दबाव के साथ काफी भिन्न होता है; औसत व्यास 90 बार में 125.2 μm से घटाकर 10bar से 31.7 μm तक कम हो जाता है, जिसमें उच्च दबाव पर आकार की एकरूपता बढ़ जाती है। एक महत्वपूर्ण प्रगति अंतरफेशियल गैस-डिसेंजमेंट एलिमेंट (आईजीडीई) का विकास था, जो तीन स्टेनलेस स्टील की छलनी से बना था जो डबल लेयर 0.5 मिमी टेफ्लॉन शीट के साथ मिलकर बनती थी। यह अभिनव उपकरण हाइड्रोजन निष्कर्षण के लिए अनुमति देता है जबकि पूरी तरह से सर्फैक्टेंट समाधान के बहिर्वाह को रोकने के लिए।
.हाइड्रोजन सुरक्षा परीक्षण ने पुष्टि की कि सीएए ने नियंत्रित तरीके से हाइड्रोजन को जारी किया; किसी भी आकस्मिक स्पिलेज ने catastrophic विफलता के बजाय स्थानीयकृत, प्रबंधनीय इग्निशन का नेतृत्व किया। ड्रेनेज केनेटिक्स अध्ययन ने गुरुत्वाकर्षण के तहत एक विशिष्ट तीन चरण जल निकासी पैटर्न का खुलासा किया, जिसमें 2 पूर्ण जल निकासी लगभग 140,000 s ले रही है। हालांकि, केन्द्रापसारक त्वरण को लागू करके, 8000 आरपीएम पर 1800 s के रूप में जल निकासी के समय को कम कर दिया गया, जो 77 गुना त्वरण प्राप्त करता है। जल निकासी व्यवहार अपने तीन चरण पैटर्न में लगातार बने रहे, जो विभिन्न जल निकासी स्थितियों के तहत मजबूत संरचनात्मक लचीलापन दर्शाता है। स्थिरता वृद्धि में जांच ने चिपचिपाहट को संशोधित करने के माध्यम से महत्वपूर्ण सुधारों का खुलासा किया। जबकि ग्लिसरॉल को 98% एकाग्रता पर 288 घंटे तक बेस केस में 39 घंटे से स्थिरता में वृद्धि हुई, carboxymethyl सेल्यूलोज (CMC) सबसे प्रभावी स्टेबलाइजर के रूप में उभरा, 1.5% -3% की सांद्रता पर CHAs दीर्घायु का विस्तार।.सीएमसी ने उत्कृष्ट rheological गुणों का प्रदर्शन किया जिसमें कतरनी-पतन व्यवहार, माइक्रोबियल गिरावट के खिलाफ दीर्घकालिक स्थिरता और अन्य viscosifier की तुलना में लागत प्रभावीता शामिल है। morphological अध्ययन ने व्यवस्थित सूक्ष्म अवलोकन के माध्यम से व्यक्तिगत CHA व्यवहार में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान की। 44.86 μm से 74.97 μm तक व्यास वाले एकल एफ्रॉनों के विघटन पर प्रयोग ने एक प्रसार-सीमित विघटन मॉडल को मान्य किया, जो प्रयोगात्मक डेटा और सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के बीच एक मजबूत संबंध दिखा रहा है, इस प्रकार प्रस्तावित जन हस्तांतरण तंत्र की पुष्टि करता है। अभिनव प्रतिरोध विश्लेषण ने सीएचए में एक एकल द्विपरत (लगभग दो सर्फैक्टेंट परतों) की उपस्थिति की पुष्टि करते हुए, सर्फैक्टेंट परत संरचना के बारे में फेलिक्स सेब्बा की परिकल्पना का पहला प्रयोगात्मक सत्यापन भी किया।.
इस अनुसंधान की स्थिति CHAs एक आशाजनक हाइड्रोजन भंडारण प्रौद्योगिकी के रूप में, पारंपरिक तरीकों पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करते हैं। असत माइक्रोबबल के भीतर वितरित भंडारण catastrophic विफलताओं के जोखिम को कम करता है, जबकि जलीय माध्यम अंतर्निहित अग्नि दमन क्षमताओं को जोड़ता है। यह प्रणाली प्रभावी रूप से मध्यम दबावों पर काम करती है, जो अत्यधिक दबाव की आवश्यकता को समाप्त करती है जबकि अभी भी प्रतिस्पर्धी भंडारण घनत्व प्राप्त करती है। यह शोध एक मूलभूत रूप से नए दृष्टिकोण को पेश करके हाइड्रोजन भंडारण प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में काफी योगदान देता है जो सुरक्षा, दक्षता और व्यावहारिक कार्यान्वयन चुनौतियों को संबोधित करता है। निष्कर्ष विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए CHAs प्रौद्योगिकी को स्केल करने के लिए एक महत्वपूर्ण नींव स्थापित करते हैं, विशेष रूप से उन्नत सुरक्षा उपायों को प्राथमिकता देने वाले क्षेत्रों में। भविष्य का काम सर्फैक्टेंट फॉर्मूलेशन को अनुकूलित करने, वैकल्पिक खोज करने पर ध्यान केंद्रित कर सकता है
viscosifiers, और विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों के तहत दीर्घकालिक भंडारण प्रदर्शन की जांच।
कीवर्ड: कोलाइडल गैस aphron; हाइड्रोजन भंडारण; ड्रेनेज kinetics; Morphological लक्षण वर्णन; स्वच्छ ऊर्जा; हाइड्रोजन सुरक्षा