ജപ്പാനിലെ ഹൈഡ്രജൻ ഒളിമ്പിക്‌സ്

മനില ഒ.വി.

ചെറിയ, ചെറിയ, വലിയ കാര്യങ്ങൾ കൊണ്ട് എപ്പോഴും ലോകത്തിന്റെ ശ്രദ്ധ പിടിച്ചുപറ്റാറുള്ള ഒരു രാജ്യമാണ് ജപ്പാൻ. രണ്ടാം ലോക മഹായുദ്ധത്തിനു ശേഷമുള്ള അതിജീവനത്തിന്റെ പാരമ്പര്യമുള്ള, തുടരെ തുടരെ ശക്തമായ ഭൂചലനങ്ങളും, സുനാമികളും ഫുക്കുഷിമ പോലുള്ള ആണവ ദുരന്തങ്ങളും, അഗ്നിപർവത സ്ഫോടനങ്ങളുമൊക്കെയുണ്ടായിട്ടും  അതിനെയൊക്കെ  അതിജീവിച്ചു ലോകത്തിന് മാതൃകയായവരാണ് ജപ്പാൻ ജനത.   മാത്രവുമല്ല, നമ്മുടെ ജീവിതം ഇന്ന് കാണുന്ന രീതിയിൽ സുഗമമാക്കിയ ഒട്ടനവധി കണ്ടുപിടുത്തങ്ങൾ സംഭാവന ചെയ്ത രാജ്യം കൂടിയാണ് ജപ്പാൻ. ഉദാഹരണത്തിന്, നമ്മുടെ കൈയിലുള്ള മൊബൈൽ  ഫോണുകളിലുള്ള ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി (സോണി), ഇലക്ട്രോണിക് കാൽക്കുലേറ്റർ, ക്യാമറ, ലാപ്ടോപ്പ് (ടോഷിബ), എൽ ഇ ഡി ലൈറ്റുകൾ, ക്യൂ ആർ  കോഡ്, എന്തിനേറെ പറയുന്നു, നമ്മളിന്ന് യഥേഷ്ടം എടുത്ത് പെരുമാറുന്ന ഇമോജികൾ വരെ ആദ്യം ആവിഷ്കരിച്ചത് ജപ്പാൻ ആണ്. ഇതുകൊണ്ടൊക്കെയായിരിക്കണം, ഒരാൾ കേമൻ/കേമത്തി ആണെന്നുള്ളതിന് “ആള് ജപ്പാനാ! ” എന്ന് ചില  നാട്ടിൻപുറങ്ങളിൽ പറയാറുള്ളത്!

നേട്ടങ്ങളുടെ ലിസ്റ്റ് ഈ വർഷം ഒന്നുകൂടി പുതുക്കാൻ ഒരുങ്ങുകയാണ് ജപ്പാൻ. മുപ്പത്തിരണ്ടാം ഒളിമ്പിക്സിന് ടോക്കിയോയിൽ ആതിഥേയത്വം വഹിക്കാൻ പോകുന്നത് ജപ്പാനാണ്. 2020 ജൂലൈയിലായിരുന്നു നടക്കേണ്ടിയിരുന്നതെങ്കിലും കോവിഡ് മഹാമാരിയുടെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ 2021 ജൂലൈയിലേക്ക് മാറ്റിവെക്കുകയായിരുന്നു. കോവിഡ് രോഗികളുടെ എണ്ണത്തിൽ നിലവിലൊരു വർധന ദൃശ്യമാകുന്നുണ്ടെങ്കിലും  ഇത്തവണ ഒളിമ്പിക്സ്  വിജയകരമായിത്തന്നെ  സംഘടിപ്പിക്കുമെന്ന ഉറച്ച തീരുമാനത്തിലാണ് ജാപ്പനീസ് സർക്കാർ.  ലോകത്തിൻ്റെ കായിക മാമാങ്കത്തിന് സുരക്ഷിതമായ വേദിയും വിരുന്നുമൊരുക്കേണ്ടതുണ്ട് എന്നുള്ളതിനാൽ ഇതിനോടകം രാജ്യം കർശന നിയന്ത്രണങ്ങളിലും ജാഗ്രതയിലുമായിക്കഴിഞ്ഞു.  എന്നാൽ ഇതിൽ നിന്നെല്ലാം വിഭിന്നമായി ജപ്പാന്റെ ഈ നിശ്ചയദാർഢ്യത്തിനു പിന്നിൽ മറ്റൊരു കാരണം കൂടിയുണ്ട്:  പാരമ്പര്യേതര ഊർജ മേഖലയിൽ  സ്വയംപര്യാപ്തത  കൈവരിച്ച ഒരു രാജ്യമായി ജപ്പാനെ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ ഇതിലും മികച്ച ഒരു സുവർണാവസരം ഈ ഒളിമ്പിക്‌സിലല്ലാതെ ജപ്പാന് ഇനി വരാനില്ല.

2011 മുമ്പ് ജപ്പാനിലെ മൊത്തം ഊർജോല്പാദനത്തിന്റെ 30 ശതമാനം ആണവോർജമായിരുന്നു. എന്നാൽ 2011 ലെ  ഫുകുഷിമ ആണവ ദുരന്തത്തിന് ശേഷം ഇത് ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞ് കേവലം 2 ശതമാനമായി. പകരം ഫുകുഷിമയിൽ നിന്ന് തന്നെ രാജ്യത്തിന് വേണ്ട ഊർജം ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സാങ്കേതിക വിദ്യയിലൂടെ ഉല്പാദിപ്പിക്കാൻ ജാപ്പനീസ് സർക്കാർ മുൻകൈയെടുത്തു പദ്ധതികൾ പ്രാവർത്തികമാക്കി. രാജ്യത്തിൻറെ ഭാവി ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജത്തിലാണെന്നുള്ള സന്ദേശം നൽകി. 2050 ഓടുകൂടി പൂർണമായും ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളുടെ ഉത്സർജനം ഒഴിവാക്കുകയെന്നുള്ള ലക്ഷ്യത്തിലാണ് ജപ്പാൻ. ജപ്പാന്റെ ഭൂപ്രകൃതിയനുസരിച്ച് പാരമ്പര്യേതര അക്ഷയ ഊർജ സ്രോതസ്സുകളായ സൗരോർജ നിലയങ്ങളും കാറ്റാടിപ്പാടങ്ങളും നിർമിക്കുന്നതിന് പരിമിതികളുണ്ട്. ഇതിനെ തുടർന്നാണ് ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സാദ്ധ്യതകൾ ജപ്പാൻ പ്രയോജനപ്പെടുത്താൻ തീരുമാനിക്കുന്നത്.

ഹൈഡ്രജൻ ദീപശിഖാ പ്രയാണം 

ലോകരാജ്യങ്ങൾക്ക് പ്രചോദനമായേക്കാവുന്ന ഈ ഉദ്യമത്തിന്റെ ആദ്യപടിയായി, ഭാഗികമായി ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സാങ്കേതികവിദ്യയുപയോഗിച്ചു  പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒളിമ്പിക് ദീപശിഖാ (Olympic  torch) പ്രയാണം ഫുകുഷിമയിൽ നിന്നും ആരംഭിച്ചു കഴിഞ്ഞു. സൗരോർജമുപയോഗിച്ചുൽപ്പാദിപ്പിച്ച ഹൈഡ്രജൻ ആണ് ഈ ദീപശിഖ തെളിയിക്കാൻ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്. യാത്രയിലുടനീളം ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് തന്നെയായിരിക്കും ദീപശിഖ ഭാഗികമായി തെളിയിക്കുന്നത്.

‘ഹൈഡ്രജൻവൽക്കരിച്ച’  ഒളിമ്പിക് ഗ്രാമങ്ങൾ

ലോകരാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നെമ്പാടുമായി   ആയിരക്കണക്കിന്  കായികതാരങ്ങളുടെ ടീമുകളും  മാധ്യമപ്രവർത്തകരുമെല്ലാം  ഒളിമ്പിക്സിനായി ഒത്തുചേരുന്ന ഇടമാണ് ഒളിമ്പിക് ഗ്രാമങ്ങൾ. ഇത്തവണ ഇവർക്കുള്ള  താമസത്തിനും ഗതാഗത  സൗകര്യങ്ങൾക്കും വേണ്ട ഊർജം മുഴുവനും  ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനമുപയോഗിച്ചായിരിക്കും ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നത് എന്നതാണ് പ്രത്യേകത. ഇതിനായി ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനമുപയോഗിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്ന 100 ബസ്സുകളും 500 കാറുകളുമാണ് സംഘാടകർ ഒരുക്കുന്നത്. ‘സൊറ’ എന്ന മോഡലിൽ  അറിയപ്പെടുന്ന  ഹൈഡ്രജൻ ബസ്സുകളിൽ ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ളത് പത്ത് ടാങ്കുകളിലായി സംഭരിച്ചുവെക്കാവുന്ന 600 ലിറ്ററോളം ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന 111 കിലോവാട്ട് ഫ്യുവൽ സെല്ലുകളാണ്. ഇതിനു പുറമെ അടിയന്തിര ഘട്ടങ്ങളിൽ  ഉപയോഗിക്കാൻ 235 kWh ഊർജം ബാഹ്യമായും ശേഖരിച്ചു വെച്ചിട്ടുണ്ട്. ടോക്യോ നഗരത്തിൽ മാത്രമായി ഇത്തരം കാറുകൾക്കും ബസുകൾക്കും ഹൈഡ്രജൻ നിറക്കാനായി ഒളിമ്പ്കസിനോടനുബന്ധിച്ച്  ടോക്യോ മെട്രോപൊളിറ്റൻ ഗവൺമെന്റ്  35- ഓളം ഹൈഡ്രജൻ കേന്ദ്രങ്ങളും 2025 ഓടുകൂടി അധികമായി 80 കേന്ദ്രങ്ങളും നിർമിക്കാനും  ഒരു ലക്ഷം ഹൈഡ്രജൻ കാറുകൾ നിരത്തിലിറക്കാനും തീരുമാനിച്ചിട്ടുണ്ട്.

രാജ്യത്തിന്റെ മറ്റു ഭാഗങ്ങളിൽ ഇന്നുള്ള 130 ഹൈഡ്രജൻ കേന്ദ്രങ്ങൾക്ക് പുറമെ 150ഓളം കേന്ദ്രങ്ങളും അധികമായും  നിർമിക്കും.  വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനമുപയോഗിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്ന ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ കാറായ ‘മിറായ്’ നിർമിച്ചതും ജാപ്പനീസ്  കമ്പനിയായ ടോയോട്ടയാണ്. ജാപ്പനീസ് ഭാഷയിൽ ‘മിറായ്’ എന്നാൽ ഭാവി എന്നാണർത്ഥം. ടൊയോട്ട തന്നെയാണ് ടോക്യോ ഒളിമ്പിക്സിന്റെ മുഖ്യ പ്രായോജകരും. കൂടാതെ ഒളിമ്പിക് ഗ്രാമങ്ങളിലേക്കുള്ള  ഗാർഹികാവശ്യത്തിനുള്ള വൈദ്യുതിയും ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനം ഉപയോഗിച്ചാണ് ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നത്.  ഒളിമ്പിക്സിന് ശേഷം ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനമുപയോഗിച്ച വൈദ്യുതവൽക്കരിക്കപ്പെട്ട ഒളിമ്പിക്സ് ഗ്രാമങ്ങളിലെ 4100 വീടുകൾ പൊതുജനത്തിനായി തുറന്നു കൊടുക്കും. ഇത്തരത്തിലുള്ള എല്ലാ വീടുകളിലേക്കും ഹൈഡ്രജൻ പൈപ്പ് ലൈനുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കും.

എന്താണ് ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സാങ്കേതിക വിദ്യ ?

ഹൈഡ്രജൻ-ഓക്സിജൻ ഫ്യുവൽ സെല്ലുകൾ രാസോർജത്തെ വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന വൈദ്യുതരാസ സെല്ലുകളാണ്. ഒരു ഫ്യുവൽ സെല്ലിൽ രണ്ടു ഇലക്ട്രോഡുകളാണുള്ളത്. നെഗറ്റീവ് ചാർജ് ഉള്ള ഇലക്ട്രോഡായ ആനോഡും പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ആയ കാഥോഡും. ഇവക്കിടയിൽ അയോൺ ചാലകങ്ങളായി ഇലക്ട്രോലൈറ്റും ഉണ്ട്. ഇന്ധനമായി ഹൈഡ്രജൻ ആനോഡിലേക്കും ഓക്സിജൻ കാഥോഡിലേക്കും കടത്തിവിടുമ്പോൾ ആനോഡിലെ ഉൽപ്രേരകം ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകളെ പ്രോട്ടോണുകളും ഇലക്ട്രോണുകളുമായി വിഘടിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ ബാഹ്യ സർക്യൂട്ടിലൂടെയും (വൈദ്യുതി) പ്രോട്ടോണുകൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെയും കാഥോഡിലേക്ക് പ്രവഹിക്കുന്നു. കാഥോഡിനടുത്തെത്തിയ പ്രോട്ടോണുകൾ ഓക്സിജനും ഇലക്ട്രോണുകളുമായി ചേർന്ന് ജലവും താപവും ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നു. കാഥോഡിലെ ഉൽപ്രേരകമാണ് ഈ പ്രക്രിയ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നത്. ഇത്രയുമാണ് ഒരു ആനോഡും കാഥോഡുമുള്ള ഒരു സിംഗിൾ ഫ്യുവൽ സെല്ലിന്റെ ഊർജോല്പാദന പ്രക്രിയ. ഇത്തരമൊരു സെല്ലിൽ നിന്ന് കേവലം ഒരു വോൾട്ടിൽ താഴെ മാത്രമേ വോൾട്ടജ് ലഭിക്കുകയുള്ളൂ. ഇത് നമ്മുടെ ഊർജ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് വളരെ പരിമിതമായതുകൊണ്ട് സാധാരണയായി ഒന്നിലധികം സിംഗിൾ സെല്ലുകൾ സീരീസായി ഘടിപ്പിച്ചാണ് ഊർജോല്പാദനം നടത്താറുള്ളത്. സീരീസായി ഘടിപ്പിച്ച ഇത്തരം സെല്ലുകളെ ചേർത്ത് ഫ്യുവൽ സെൽ സ്റ്റാക്ക് എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. അതിനാൽ തന്നെ ഹൈഡ്രജൻ  ഇന്ധനമുപയോഗിച്ചുള്ള ഫ്യുവൽ സെൽ വാഹനങ്ങളിൽ  കാണാൻ സാധിക്കുക ഫ്യുവൽ സെൽ സ്റ്റാക്കുകളായിരിക്കും. വൈദ്യുതിയോടൊപ്പം കേവലം ജലവും താപവും മാത്രമാണ് ഉപോൽപ്പന്നം എന്നുള്ളതുകൊണ്ടുതന്നെ ഹൈഡ്രജൻ ഫ്യുവൽ സെല്ലിൽ ഓടുന്ന വാഹനങ്ങളിൽ നിന്നും കാർബൺ ഉത്സർജനം ഉണ്ടാകുകയില്ല. കൂടാതെ  ശബ്ദരഹിതമായാണ് പ്രവർത്തനവും എന്നുള്ളതുകൊണ്ട് വാഹനങ്ങളിലെ യാത്രക്കാർക്ക് മികച്ച യാത്രാനുഭവവും ലഭിക്കും.  ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനമായുപയോഗിക്കുന്നതുകൊണ്ട് വേറെയും ഒരു മെച്ചമുണ്ട്. ഒരു കിലോഗ്രാം ഡീസലിൽ നിന്ന് 45. 5 മെഗാജൂൾ ഊർജം ലഭിക്കുമ്പോൾ ഒരു കിലോഗ്രാം ഹൈഡ്രജനിൽ നിന്ന് 120 മെഗാജൂൾ ഊർജം ഉല്പാദിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കും.

എന്തൊക്കെയാണ്  ഹൈഡ്രജൻ സാങ്കേതികവിദ്യ നേരിടുന്ന  വെല്ലുവിളികൾ?

ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സാങ്കേതികവിദ്യ  ഊർജരംഗത്തെ ഗവേഷകർക്കും ലോകരാജ്യങ്ങൾക്കും ആവേശം നൽകുന്നുണ്ടെങ്കിലും  ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ സർവത്രികമാക്കുന്നതിന് ഒട്ടേറെ വെല്ലുവിളികൾ ഉണ്ട്. യഥാർത്ഥത്തിൽ, ഫ്യുവൽ സെല്ലിലേക്ക് നിറക്കുന്ന ഹൈഡ്രജന്റെ ഉല്പാദനം കൂടി കാർബൺ ഉത്സർജനരഹിതമായാലേ ഹൈഡ്രജൻ സാങ്കേതികവിദ്യ പൂർണമായും  ‘ഹരിത’മാകൂ.  ജലത്തിന്റെ നേരിട്ടുള്ള വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണമോ (electrochemical water splitting) സൗരോർജം ഉപയോഗിച്ച് ജലത്തിൻ്റെ വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണം നടത്തിയോ (photoelectrochemical water splitting) ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ ഇതിനായി തെരഞ്ഞെടുക്കാവുന്നതാണ്. ഇത്തരത്തിൽ ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജനെ ‘ഹരിത ഹൈഡ്രജൻ’ എന്നാണ് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. ഫ്യുവൽ സെല്ലുകളും വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണ സെല്ലുകളും (electrolysers) പരസ്പരപൂരകങ്ങളായി ഘടിപ്പിച്ചും പ്രവർത്തിപ്പിക്കാവുന്നതാണ്. ഇങ്ങനെ ചെയ്യുമ്പോൾ ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനം ഉപയോഗിച്ചു  വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിച്ച ശേഷം ഹൈഡ്രജൻ തന്നെ ഉപോല്പന്നമായി ലഭിക്കും. മാത്രവുമല്ല ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ  നിലവിലുള്ള ഫ്യുവൽ‍ സെല്ലുകളുടെ ചെലവ് കുറക്കാനും സാധിക്കും. കൂടുതൽ ഗവേഷണങ്ങൾ ഈ മേഖലയിൽ പുരോഗമിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

ജപ്പാൻ ഒളിമ്പിക്സിന് വേണ്ട വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാനാവശ്യമായ മുഴുവൻ  ഹൈഡ്രജനും ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നത് സൗരോർജം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ജലത്തിന്റെ വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണത്തിലൂടെയാണ്. ഇത്തരത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന ലോകത്തിലെ തന്നെ ഏറ്റവും വലിയ ഉല്പാദന കേന്ദ്രം  ജപ്പാനിലെ ഫുകുഷിമയിലാണെന്ന നേട്ടം കൂടി ജപ്പാനുണ്ട്. അങ്ങനെ എല്ലാംകൊണ്ടും ഒരു സമ്പൂർണ ഹരിത ഹൈഡ്രജൻ ഒളിമ്പിക്സ് നടത്താനുള്ള അവസാനവട്ട തയ്യാറെടുപ്പിലും ശുഭപ്രതീക്ഷയിലുമാണ് ജാപ്പനീസ് സർക്കാർ. ലോകരാജ്യങ്ങൾക്കെല്ലാം പ്രചോദനമാകുന്ന ഒരു മാതൃകയാകുമിതെന്നുള്ളത് നിസ്തർക്കമാണ്. ഹൈഡ്രജൻ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സാദ്ധ്യതകൾ പരമാവധി പ്രയോജനപ്പെടുത്താൻ ഇന്ത്യയും ശ്രമങ്ങൾ തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട് എന്നുള്ളതും ഈയവസരത്തിൽ ആശാവഹമാണ്. ഇതിനായി  2021-22 സാമ്പത്തിക വർഷത്തെ കേന്ദ്ര ബഡ്‌ജറ്റിൽ നാഷണൽ ഹൈഡ്രജൻ മിഷൻ (NHM ) എന്ന പദ്ധതി പ്രഖ്യാപിച്ചിട്ടുണ്ട്. തുടർന്ന്,  ഇക്കഴിഞ്ഞ ഏപ്രിലിൽ  ഇന്ത്യയിലെയും ജപ്പാനിലെയും ഈ രംഗത്തെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ  കൂടിയാലോചനകൾ നടത്തുകയുമുണ്ടായി. 2050 ഓട് കൂടി ഇന്ത്യയിലെ മൊത്തം ഹൈഡ്രജൻ ഉല്പാദനത്തിന്റെ 80 ശതമാനവും ഹരിത  ഹൈഡ്രജൻ ആക്കുകയാണ് ഈ പദ്ധതിയുടെ പ്രഖ്യാപിത ലക്ഷ്യം.

കാനഡയിലെ കാൽഗറി സർവ്വകലാശാലയിലെ രസതന്ത്രവിഭാഗത്തിൽ പോസ്റ്റ് ഡോക്ടറൽ ഗവേഷകയാണ് ലേഖിക

അധിക വായനക്ക്:

1. https://www. nature. com/articles/d42473-020-00546-6
2. https://www. reuters. com/article/us-olympics-2020-torch-idUSKBN1ZQ0D5
3. https://www. washingtonpost. com/climate-solutions/japan-hydrogen-energy-carbon/2021/04/13/0dd68e4e-9229-11eb-aadc-af78701a30ca_story. html
4. https://hbr. org/sponsored/2021/03/how-japans-hydrogen-innovations-may-fuel-cleaner-days-ahead
5. Japan’s Hydrogen Society Ambition: 2020 Status and Perspectives
6. https://www. pib. gov. in/PressReleasePage. aspx?PRID=1712893

Happy

0 0 %

Sad

0 0 %

Excited

0 0 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %