தாமிர-குளோரின் சுழற்சி

தாமிர-குளோரின் சுழற்சி (copper–chlorine cycle) என்பது ஐதரசனை உற்பத்தி செய்கின்ற ஒரு வெப்பவேதியியல் சுழற்சி வினையாகும். இவ்வினை நான்கு படிநிலைகளில் நிகழ்கிறது. வெப்ப வேதியல் செயல்முறையும் மின்னாற்பகுப்புச் செயல்முறையும் சேர்ந்த ஒரு கலப்புச் செயல்முறையாக தாமிர-குளோரின் சுழற்சி கருதப்படுகிறது. 530 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலை வரைக்குமான உயர் வெப்பநிலை இவ்வினை நிகழ்வதற்குத் தேவையாக உள்ளது ^[1]. தண்ணீர் மூலக்கூறை பிளக்கும் நான்கு இரசாயன வினைகளை Cu-Cl சுழற்சி உள்ளடக்கியுள்ளது. இச்சுழற்சியின் நிகர வினையாக தண்ணீர் ஐதரசன் மற்றும் ஆக்சிசனாகச் சிதைவடைகின்றது. வினையில் பங்கேற்கும் வேதிப்பொருட்கள் அனைத்தும் மறுசுழற்சிக்குச் செல்கின்றன.

Cu-Cl செயல்முறையை அணுசக்தி நிலையங்களுடன் இணைக்கலாம் அல்லது சூரியன் மற்றும் தொழிற்சாலைக் கழிவு வெப்பம் போன்ற மற்ற வெப்ப ஆதாரங்களுடன் இணைக்கலாம். இதனால், உயர்ந்த செயல்திறன், சுற்றுச்சூழல் தாக்கக் குறைவு போன்ற சிறப்பம்சங்களுடன் மற்ற பாரம்பரியமான உற்பத்தி முறைகளைக் காட்டிலும் ஐதரசன் உற்பத்தியை குறைவான செலவில் அடையமுடியும்.

நான்காம் தலைமுறை சர்வதேச கருத்துக்கள அரங்கில் தாமிர-குளோரின் சுழற்சி ஒரு முக்கியமான சுழற்சியாகக் கருதப்பட்டு மேம்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. உலகெங்கிலும் உள்ள நாடுகளில் பல நாடுகள் மின்சாரம் மற்றும் ஐதரசன் இரண்டையும் மிகவும் செயல்திறன்மிக்க வகையில் உற்பத்தி செய்யும் வகையில் அடுத்த தலைமுறை அணு உலைகளை திட்டமிடுகின்றன. தாமிர-குளோரின் சுழற்சியின் நான்கு படிநிலைகளும் பின்வருமாறு விவரிக்கப்படுகின்றன:^[2]^[3].

2 Cu + 2 HCl (வாயு) → 2 CuCl (நீர்மம்) + H₂ (வாயு) (430–475 °செ)
2 CuCl₂ + H₂O (வாயு') → Cu₂OCl₂ + 2 HCl(வாயு) (400 °செ)
2 Cu₂OCl₂ → 4 CuCl + O₂(வாயு) (500 °செ)
2 CuCl → CuCl₂ (நீரிய) + Cu (சுற்றுப்புற-வெப்பநிலை மின்னாற்பகுப்பு)

நிகர வினை: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂.

திண்ம நிலையில் வினையின் சமன்பாடு சமப்படுத்தப்படுகிறது. கனடாவின் அணு ஆற்றல் நிறுவனம் சோதனை முறையில் இதனை விவரித்துள்ளது. CuCl மின்னாற்பகுப்பியில் ஐதரசன் நேர்மின்வாயிலும் Cu(I) ஆக்சிசனேற்றப்பட்டு Cu(II) ஆக எதிர்மின்வாயிலும் வெளிப்படுகின்றன. நான்கு படிநிலைகளையும் இணைப்பதன் மூலம் இடைநிலை விளைபொருள்கள் உருவாதலையும் திண்ம தாமிர இடப்பெயர்ச்சியையும் நீக்கலாம் ^[4]. அணுக்கரு உலைகளில் இருந்து வெளியேறும் உபரி வெப்பத்தை இவ்வினை நிகழ்வதற்கு பயன்படுத்திக் கொள்ள ஆய்வுகள் நடைபெறுகின்றன ^[4].

நிறைகளும் குறைகளும்

வினையின் ஆற்றல் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு குறைவான – உபரி வெப்பத்தை பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம் என்பது செப்பு - குளோரின் சுழற்சியின் நன்மையாகும். மற்ற வெப்ப வேதியியல் சுழற்சிகளை ஒப்பிடுகையில் தாமிர-குளோரின் சுழற்சிக்கு குறைவான வெப்பநிலையே தேவைப்படுகிறது. மின்வேதிப் படிநிலை நிகழ்வதற்கும் மிகக் குறைவான மின்னாற்றல் அளவே 0.6 முதல் 1.0 வோல்ட்டு) இச்சுழற்சிக்குத் தேவைப்படுகிறது^[5]. உபரி வெப்பத்தைப் பயன்படுத்திக் கொள்வதை கணக்கில் கொள்ளாமல் ஒட்டு மொத்தமாக கணக்கிட்டால் இச்சுழற்சியில் உற்பத்தித் திறன் 43 சதவீதத்திற்கும் அதிகமாகும்^[6].

வினைச் செயலாக்கங்களுக்கு இடையில் திண்மங்களைக் கையாளுதல், அரிப்புத் தன்மை கொண்ட நீர்மங்கள் பயன்படுத்தும் தொழிநுட்பப் பொருட்களின் பயன்பாடு போன்றவை இச்சுழற்சி வினையின் முன் நிற்கும் சவால்களாகும் ^[7].

இவற்றையும் காண்க

மேற்கோள்கள்

↑ Solar power for thermochemical production of hydrogen
↑ Rosen, M.A., Naterer, G.F., Sadhankar, R., Suppiah, S., "Nuclear-Based Hydrogen Production with a Thermochemical Copper-Chlorine Cycle and Supercritical Water Reactor", Canadian Hydrogen Association Workshop, Quebec, October 19 – 20, 2006. (PDF) பரணிடப்பட்டது 2011-07-06 at the வந்தவழி இயந்திரம்.
↑ Lewis, M. and Masin, J., "An Assessment of the Efficiency of the Hybrid Copper-Chloride Thermochemical Cycle", Argonne National Laboratory, University of Chicago, 2 November 2005. (PDF).
↑ ^4.0 ^4.1 Naterer, G. F. (2009). "Recent Canadian Advances in Nuclear-Based Hydrogen Production and the Thermochemical Cu-Cl Cycle". International Journal of Hydrogen Energy 34 (7): 2901–2917. doi:10.1016/j.ijhydene.2009.01.090.
↑ Dokiya, M.; Kotera, Y. (1976). "Hybrid Cycle with Electrolysis Using Cu-Cl System". International Journal of Hydrogen Energy 1 (2): 117–121. doi:10.1016/0360-3199(76)90064-1. http://hydrogen.uoit.ca/assets/Default/documents/Public/hybridCuCl.pdf. பார்த்த நாள்: 2018-01-06.
↑ Chukwu, C., Naterer, G. F., Rosen, M. A., "Process Simulation of Nuclear-Produced Hydrogen with a Cu-Cl Cycle", 29th Conference of the Canadian Nuclear Society, Toronto, Ontario, Canada, June 1–4, 2008. "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-02-20. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2013-12-04.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
↑ Hydrogen Website of UOIT (University of Ontario Institute of Technology) பரணிடப்பட்டது 2011-05-22 at the வந்தவழி இயந்திரம்

[1] Solar power for thermochemical production of hydrogen

[2] Rosen, M.A., Naterer, G.F., Sadhankar, R., Suppiah, S., "Nuclear-Based Hydrogen Production with a Thermochemical Copper-Chlorine Cycle and Supercritical Water Reactor", Canadian Hydrogen Association Workshop, Quebec, October 19 – 20, 2006. (PDF) பரணிடப்பட்டது 2011-07-06 at the வந்தவழி இயந்திரம்.

[3] Lewis, M. and Masin, J., "An Assessment of the Efficiency of the Hybrid Copper-Chloride Thermochemical Cycle", Argonne National Laboratory, University of Chicago, 2 November 2005. (PDF).

[Naterer-4] 4.0 ^4.1 Naterer, G. F. (2009). "Recent Canadian Advances in Nuclear-Based Hydrogen Production and the Thermochemical Cu-Cl Cycle". International Journal of Hydrogen Energy 34 (7): 2901–2917. doi:10.1016/j.ijhydene.2009.01.090.

[5] Dokiya, M.; Kotera, Y. (1976). "Hybrid Cycle with Electrolysis Using Cu-Cl System". International Journal of Hydrogen Energy 1 (2): 117–121. doi:10.1016/0360-3199(76)90064-1. http://hydrogen.uoit.ca/assets/Default/documents/Public/hybridCuCl.pdf. பார்த்த நாள்: 2018-01-06.

[6] Chukwu, C., Naterer, G. F., Rosen, M. A., "Process Simulation of Nuclear-Produced Hydrogen with a Cu-Cl Cycle", 29th Conference of the Canadian Nuclear Society, Toronto, Ontario, Canada, June 1–4, 2008. "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-02-20. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2013-12-04.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)

[7] Hydrogen Website of UOIT (University of Ontario Institute of Technology) பரணிடப்பட்டது 2011-05-22 at the வந்தவழி இயந்திரம்

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]