Copper–chlorine cycle
કોપર-ક્લોરિન ચક્ર (ક્યુ-સી. એલ. ચક્ર) એ હાઇડ્રોજનના ઉત્પાદન માટેનું ચાર-પગલાનું થર્મોકેમિકલ ચક્ર છે. ક્યુ-સીએલ ચક્ર એક વર્ણસંકર પ્રક્રિયા છે જે થર્મોકેમિકલ અને વિદ્યુત વિચ્છેદન બંને પગલાંઓનો ઉપયોગ કરે છે. તેમાં મહત્તમ તાપમાનની જરૂરિયાત લગભગ 530 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે. ક્યુ-સીએલ ચક્રમાં પાણીના વિભાજન માટે ચાર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેની ચોખ્ખી પ્રતિક્રિયા પાણીને હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં વિઘટિત કરે છે. અન્ય તમામ રસાયણો રિસાયકલ કરવામાં આવે છે. ક્યુ-સીએલ પ્રક્રિયાને પરમાણુ પ્લાન્ટ અથવા અન્ય ઉષ્મા સ્ત્રોતો જેમ કે સૌર અને ઔદ્યોગિક કચરો ગરમી સાથે જોડી શકાય છે જેથી સંભવિત રીતે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ઓછી પર્યાવરણીય અસર અને અન્ય કોઈપણ પરંપરાગત તકનીકની તુલનામાં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનો ઓછો ખર્ચ પ્રાપ્ત કરી શકાય. ક્યુ-સીએલ ચક્ર એ જનરેશન IV ઇન્ટરનેશનલ ફોરમ (જીઆઇએફ) ની અંદર વિકાસ હેઠળના અગ્રણી થર્મોકેમિકલ ચક્રમાંનું એક છે. જીઆઇએફ દ્વારા, વિશ્વભરના એક ડઝનથી વધુ દેશો વીજળી અને હાઇડ્રોજન બંનેના અત્યંત કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન માટે પરમાણુ રિએક્ટરની આગામી પેઢી વિકસાવી રહ્યા છે. પ્રક્રિયા વર્ણન Cu-Cl ચક્રમાં ચાર પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ સૂચિબદ્ધ છેઃ 2 Cu + 2 HCl (g) → 2 CuCl (l) + H2 (g) (430-475 °C) 2 CuCl2 + H2O (g) → Cu2OCl2 + 2 HCl (g) (400 °C) 2 Cu2OCl2 → 4 CuCl + O2 (g) (500 °C) 2 CuCl → CuCl2 (aq) + Cu (આજુબાજુનું તાપમાન વિદ્યુત વિચ્છેદન) ચોખ્ખી પ્રતિક્રિયાઃ 2 H2O → 2 H2 + O2 દંતકથાઃ (g)-વાયુ; (l)-પ્રવાહી; (aq) - કેનેડા લિમિટેડની એટોમિક એનર્જીએ પ્રાયોગિક રીતે ક્યુસીએલ ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરનું પ્રદર્શન કર્યું છે જેમાં હાઇડ્રોજન કેથોડ પર ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક રીતે ઉત્પન્ન થાય છે અને ક્યુ (I) એનોડ પર ક્યુ (II) માં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, જેનાથી મધ્યવર્તી ઉત્પાદનને દૂર કરવા માટે ઉપરના પગલાં 1 અને 4 નું સંયોજન થાય છે. આ પ્રતિક્રિયાને ચલાવવા માટે જરૂરી લગભગ 50 ટકા ગરમી પ્રતિક્રિયામાંથી જ મેળવી શકાય છે. અન્ય ગરમી કોઈપણ યોગ્ય પ્રક્રિયા દ્વારા પૂરી પાડી શકાય છે. તાજેતરના સંશોધનોએ પરમાણુ રિએક્ટર, ખાસ કરીને CANDU સુપરક્રિટિકલ વોટર રિએક્ટરમાંથી નકામી ગરમીનો ઉપયોગ કરીને સહઉત્પાદન યોજના પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. તાંબુ-ક્લોરિન ચક્રના ફાયદા અને ગેરફાયદાઓમાં નીચા કાર્યકારી તાપમાન, ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે ઓછી ગુણવત્તાની નકામી ગરમીનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા અને સંભવિત રીતે ઓછી કિંમતની સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે. અન્ય થર્મોકેમિકલ ચક્રોની સરખામણીમાં, ક્યુ-સી. એલ. પ્રક્રિયાને પ્રમાણમાં નીચા તાપમાનની જરૂર પડે છે. આ ચક્રનો બીજો નોંધપાત્ર ગુણ પ્રમાણમાં ઓછો વોલ્ટેજ (આમ ઓછો વિદ્યુત ઊર્જા ખર્ચ) છે જે વિદ્યુતરાસાયણિક પગલા માટે જરૂરી છે (0.6 થી 1 વી, કદાચ 0.5 પણ જો ઓછી વર્તમાન ઘનતા પ્રાપ્ત કરી શકાય). ક્યુ-સીએલ ચક્રની એકંદર કાર્યક્ષમતા 43 ટકાથી થોડી વધારે હોવાનો અંદાજ છે, જેમાં ચક્રમાં નકામી ગરમીનો ઉપયોગ કરવાના વધારાના સંભવિત લાભોને બાકાત રાખવામાં આવ્યા છે. પ્રક્રિયાઓ અને સડો કરતા કાર્યકારી પ્રવાહી વચ્ચેનું ઘન સંચાલન ઇજનેરી સાધનોના વિકાસ માટે અનન્ય પડકારો રજૂ કરે છે. અન્યમાં, હાલમાં નીચેની સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છેઃ સ્પ્રે કોટિંગ્સ, નિકલ એલોય, ગ્લાસ-લાઇનવાળા સ્ટીલ, રીફ્રેક્ટરી સામગ્રી અને અન્ય અદ્યતન સામગ્રી. આ પણ જુઓ સેરિયમ (IV) ઓક્સાઇડ-સેરિયમ (III) ઓક્સાઇડ ચક્ર સંકર સલ્ફર ચક્ર આયર્ન ઓક્સાઇડ ચક્ર સલ્ફર-આયોડિન ચક્ર ઝિંક-ઝિંક ઓક્સાઇડ ચક્ર સંદર્ભો રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અકાર્બનિક પ્રતિક્રિયાઓ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ક્લોરિન ચક્ર ક્લોરિન