हायड्रोजन- पर्व

पंतप्रधान नरेंद्र मोदी यांनी १५ ऑगस्ट २०२१ रोजी लाल किल्ल्यावरून केलेल्या भाषणात राष्ट्रीय हायड्रोजन मोहिमेची घोषणा केली होती. अपारंपरिक ऊर्जा स्रोतांपासून कार्बनमुक्त इंधनाच्या निर्मितीला प्राधान्य देणं हा यामागचा उद्देश होता. ऊर्जाक्षेत्रात आत्मनिर्भर होण्यासाठी भारतानं २०४७ ची डेडलाइन निश्‍चित केली आहे. पंतप्रधानांनी या माध्यमातून नव्या हायड्रोजन पर्वाचं सूतोवाच केलं. खरंतर लॉकडाउन काळातच मानवी व्यवहारांमुळे किती मोठ्या प्रमाणावर प्रदूषण होतं हे उघड झालं होतं. जेव्हा सगळं चक्रचं थांबलं तेव्हा मात्र प्रदूषण देखील कमी झालं; काही नद्या पुन्हा निळ्याशार दिसू लागल्या. कदाचित आपल्या लहानपिढीसाठी हे चित्र नवं असेल. जीवनाचा अफाट वेग आणि वाढत्या उपभोग प्रवृत्तीमुळं माणूस स्वतःलाच जखमी करून घेऊ लागला आहे. कोरोना संसर्ग कमी होताच अर्थचक्र पुन्हा गतिमान झालं. प्रदूषणाच्या पातळीतही पुन्हा वाढ झाली. यातही जमेची बाब ही आहे की, याच काळात विज्ञान आणि तंत्रज्ञानानं मुख्य प्रवाहात प्रवेश केला. लोकांना ऊर्जा, पाणी, स्वच्छ हवा, अन्न, निवास व्यवस्था आणि आरोग्य आदींचं महत्त्वही पटू लागलं. हे सगळं परस्परांमध्ये गुंतलेलं जाळं असून, ते एका व्यापक अशा व्यवस्थेचा भाग आहे. या सगळ्यांचे धागेदोरे थेट जागतिक तापमानवाढीजवळ येऊन थांबतात. शेवटी तेच एक सत्य असून त्यावर तातडीनं मार्ग काढणं हेही तितकंच महत्त्वाचं आहे. आता इंधनाच्या रूपात हायड्रोजन येणं ही त्यातीलच एक घडामोड आहे.

तो मंतरलेला काळ

संरक्षण संशोधन आणि विकास संस्थेतील (डीआरडीओ) ते दिवस मी आज देखील विसरू शकत नाही, अगदी मंतरलेला तो काळ होता. तिथं मी एअर बॉटल आणि एअरफ्रेम यांच्या निर्मितीचं काम करत असलो तरीसुद्धा त्याच वेळी रॉकेट मोटार तयार करणाऱ्या सहकाऱ्यावर देखील माझं बारीक लक्ष असायचं, त्यात इंधनाचा नेमका कसा वापर होतोय? याचा मी काळजीपूर्वक अभ्यास करायचो. हायपर प्लेनचा आराखडा पाहून देखील भारावून गेलो होतो. ऐंशीच्या दशकात विकसित करण्यात आलेलं ते एकाच टप्प्यातील वाहक होतं. यानंतर आलेल्या हायड्रोजन इंधनानं सगळी समीकरणंच बदलून टाकली. यामुळं क्षितीजाला समांतर अवस्थेत अवकाशात झेपावणाऱ्या स्वनातीत वाहकाला मोठा बूस्टर डोस मिळाला असता. हा प्रकल्प त्यावेळी प्रत्यक्षात येऊ शकला नाही पण इंधन म्हणून होणारा हायड्रोजनच्या वापराचा मुद्दा माझ्या मनावर कायमचा कोरला गेला. भारतीय अंतराळ संशोधन संस्थेनं (इस्रो) क्रायोजेनिक इंजिनामध्ये हायड्रोजनचा इंधन म्हणून वापर करण्यास मनाई केली होती.

सीएनआर राव यांची भेट

इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (आयआयसीटी) या संस्थेत मला भारतरत्न संशोधक प्रोफे. सीएनआर राव यांची भेट घेण्याचा योग आला होता. डॉ. सी.व्ही.रमण आणि डॉ. एपीजे अब्दुल कलाम यांच्यानंतर ‘भारतरत्न’ सन्मान मिळालेले ते तिसरे संशोधक होते. गौरवानं त्यांना देशाचा ‘हायड्रोजन मॅन’ अशी उपाधी देण्यात आली होती. कृत्रिम प्रकाश संश्‍लेषणाच्या प्रक्रियेच्या माध्यमातून हायड्रोजन इंधनांचं संश्‍लेषण करण्याची जी भन्नाट प्रक्रिया विकसित करण्यात आली होती, त्यामुळं मी भारावून गेलो होतो. राव हे तेव्हा बंगळूरमधील जवाहरलाल नेहरू सेंटर फॉर ॲडव्हान्स्ड सायंटिफीक रिसर्च या संस्थेत त्याच विषयावर काम करत होते. वातावरणातील वाफेचा आणि सूर्यप्रकाशाचा वापर करून माणसाला पुरेसं इंधन तयार करता येऊ शकतं, यातून त्याच्या वाहतुकीच्या आणि औद्योगिक गरजा देखील भागविल्या जाऊ शकतात याची पूर्ण खात्री राव यांना होती.

ही फॅन्सी संकल्पना

हायड्रोजन सेल ही आमच्या काळातील फॅन्सी संकल्पना आहे. यामुळं आता ड्रोनच्या क्षेत्रात मोठी क्रांती झाली असून याआधी पारंपरिक बॅटऱ्यांमुळे ऊर्जा पुरवठ्याला अनेक मर्यादा येत होत्या. मध्यंतरी तर मायक्रोसॉफ्टसाराख्या बड्या कंपनीनं त्यांच्या डेटा सेंटरचं सर्व्हर देखील दोन दिवस हायड्रोजनवर चालविलं होतं. सध्या जगातील नऊ बड्या कंपन्या या वैयक्तिक गाड्यांसाठी हायड्रोजन फ्यूएल सेल तयार करण्यासाठी प्रयत्नशील आहेत. मुकेश अंबानी जेव्हा २०३० पर्यंत कमी किंमतीत ग्रीन हायड्रोजन आणू, अशी घोषणा करतात तेव्हा ती फक्त राजकीय घोषणा असत नाही. तो जागतिक ऊर्जा क्षेत्राताला उद्योगासाठीचा संदेश आहे. भारत आता हायड्रोजनकडं वळत असल्याचं त्यातून सूचित करण्यात आले.

भविष्यात शंभर रुपयांना किलोभर मिळणारा हायड्रोजन एक हजार रुपये किमतीच्या पेट्रोलच्या तोडीचा असेल; शिवाय यातून कोणतंही प्रदूषण देखील होणार नाही. धुके आणि प्लास्टिक कचऱ्यांपासून मुक्त शहरे हे स्वप्न देखील सत्यात येईल. ब्रिटिश संशोधक मार्टिन रिस हे हायड्रोजनच्या वापराबाबत विशेष आशावादी आहेत. ताऱ्यांमधील हायड्रोजनपासूनच सगळे अणू तयार झाले असून, आपली सूर्यमाला अस्तित्वात येण्यापूर्वी त्यांचा स्फोट होऊन ते मरण पावले असल्याचे त्यांचं म्हणणे आहे. तुम्ही थोडेसे रोमँटिक असला तर आपण सगळे स्टारडस्ट (ताऱ्यांची धूळ) आहोत, असा दावा करू शकता. थोडे कमी रोमँटिक असाल तर तुम्ही आपण ताऱ्यांना चमकावणारे आण्विक इंधन असल्याचा दावा करू शकता, असे ते म्हणायचे. खरं सांगायचं म्हणजे आपण सगळे हायड्रोजन आहोत. याच ऊर्जेचा वापर करून आपण आपले राहणीमान स्वर्गीय करू शकतो.

प्लास्टिकच्या समस्येवर उत्तर

प्लास्टिक कचरा आणि पाणी यांचा हायड्रोजनबरोबर संयोग घडवून आणत आपण वीज निर्माण करू शकतो का? याचं उत्तरदेखील उत्साहवर्धक आहे. संयुक्त राष्ट्रांच्या पर्यावरण कार्यक्रमान्वये स्वच्छ समुद्र ही मोहीम प्रत्यक्षात अवतरली असून यातून सिंगल यूज प्लास्टिकच्या समस्येशी दोन हात करण्याचा निर्धार करण्यात आला. सौंदर्य प्रसाधनांप्रमाणेच अन्य घटकांमधून देखील मायक्रोप्लास्टिक हटविण्याचा निश्‍चय करण्यात आला आहे. आता प्लास्टिकचा कचरा ही तिरस्करणीय गोष्ट राहिलेली नसून ते संपत्तीच्या निर्मितीचे इंजिन बनलं आहे. पायरोलेसिस तंत्रज्ञानाचा वापर करून प्लास्टिकपासून डिझेल तयार करता येऊ शकते. उच्च तापमानाला ऑक्सिजनशिवाय प्लास्टिक वितळवून त्यातून हायड्रोजन तयार केले जाऊ शकते. मध्यंतरी सीएसआयआर आणि आयआयसीटी या दोन संस्थांनी विद्युत निर्मितीसाठी पूर्णपणे वेगळी संकल्पना मांडली होती, त्यांनी टाकावू प्लास्टिकच्या पायरोलेसिसपासून विजेची निर्मिती केली होती. यातील काही भाग त्यांनी पाण्यापासून हायड्रोजनच्या निर्मितीसाठी देखील वापरला होता. पुढे त्याचा वापर हायड्रोजन सेलमध्ये करण्यात आला होता. खरंतर हायड्रोजन फ्यूएल सेल हा हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन यांचे मिश्रण असते, त्यातही पाण्याचा वापर होतो. हे तंत्रज्ञान केवळ रुग्णालयांसाठीच आदर्शवत नाही तर यातून दररोज मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा देखील मिळू शकते, यामुळे डिझेल जनरेटरचा खडखडाट कायमस्वरुपी बंद होईल.

(सदराचे लेखक ज्येष्ठ वैज्ञानिक असून विविध घडामोडींचे अभ्यासक आहेत.)

(अनुवाद : गोपाळ कुलकर्णी )