টেকসই শক্তি ভবিষ্যতের দিকে জ্বালানী কোষ প্রযুক্তির অগ্রগতি

একটি শক্তি সমাধানের কল্পনা করুন যা প্রায় শূন্য নির্গমন তৈরি করার সময় দক্ষতার সাথে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। ফুয়েল সেল প্রযুক্তি এই দৃষ্টিভঙ্গিকে উপস্থাপন করে, যা হাইড্রোজেন বা অন্যান্য জ্বালানির রাসায়নিক শক্তিকে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে। হাইড্রোজেন ব্যবহার করার সময়, একমাত্র উপজাত হল বিদ্যুৎ, জল এবং তাপ। বৃহৎ পাওয়ার প্ল্যান্ট থেকে ছোট ল্যাপটপ পর্যন্ত অ্যাপ্লিকেশন সহ, ফুয়েল সেলগুলি উল্লেখযোগ্য বহুমুখীতা প্রদর্শন করে। তবে, এই প্রযুক্তিকে ঠিক কী প্রতিশ্রুতিবদ্ধ করে তোলে এবং কী কী বাধা অতিক্রম করতে হবে?

ফুয়েল সেলগুলি পরিবহন, শিল্প/বাণিজ্যিক/আবাসিক ভবন এবং দীর্ঘমেয়াদী গ্রিড শক্তি সঞ্চয়ের জন্য বিপরীতমুখী সিস্টেম সহ একাধিক খাতে অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পায়:

• পরিবহন: ফুয়েল সেল যানবাহন (FCV) ঐতিহ্যবাহী অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলির একটি কার্যকর বিকল্প উপস্থাপন করে, বিশেষ করে ভারী-শুল্ক যানবাহনের জন্য যেখানে দীর্ঘ পরিসীমা এবং দ্রুত রিফুয়েলিং উল্লেখযোগ্য সুবিধা দেয়।
• স্থির বিদ্যুৎ উৎপাদন: এই সিস্টেমগুলি ভবনগুলির জন্য বিদ্যুৎ এবং তাপ সরবরাহ করতে পারে, যা বৃহৎ পাওয়ার গ্রিডের উপর নির্ভরতা হ্রাস করার সময় শক্তি দক্ষতা উন্নত করে।
• পোর্টেবল পাওয়ার: ফুয়েল সেলগুলি ল্যাপটপ এবং ড্রোনগুলির মতো ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে শক্তি দেয়, যা প্রচলিত ব্যাটারির তুলনায় বর্ধিত অপারেশন সময় সরবরাহ করে।
• শক্তি সঞ্চয়: রিভার্সিবল ফুয়েল সেল সিস্টেমগুলি জলবিদ্যুৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, গ্রিডের চাহিদা মেটাতে প্রয়োজন হলে হাইড্রোজেনকে বিদ্যুতে রূপান্তর করে।

প্রচলিত দহন প্রযুক্তির তুলনায় ফুয়েল সেলগুলি স্বতন্ত্র সুবিধা প্রদান করে:

• শ্রেষ্ঠ দক্ষতা: রাসায়নিক শক্তিকে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তর করা 60% এর বেশি দক্ষতা সক্ষম করে, যা অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলির চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।
• ন্যূনতম নির্গমন: হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল শুধুমাত্র জলীয় বাষ্প তৈরি করে, যা কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমনকে দূর করে এবং জলবায়ু পরিবর্তনের বিরুদ্ধে লড়াই করতে সাহায্য করে। এগুলি নাইট্রোজেন অক্সাইড এবং কণা পদার্থের মতো ক্ষতিকারক বায়ু দূষণকারী নির্গমনও এড়িয়ে চলে।
• শান্ত কর্মক্ষমতা: কিছু চলমান অংশ সহ, ফুয়েল সেলগুলি প্রায় নীরবে কাজ করে, যা হাসপাতাল এবং আবাসিক এলাকার মতো শব্দ-সংবেদনশীল পরিবেশের জন্য তাদের আদর্শ করে তোলে।

ব্যাটারির মতো কাজ করে কিন্তু রিচার্জ করার প্রয়োজন ছাড়াই, ফুয়েল সেলগুলি জ্বালানী সরবরাহ করা হলে ক্রমাগত বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে। একটি সাধারণ ইউনিটে দুটি ইলেক্ট্রোড (অ্যানোড এবং ক্যাথোড) থাকে যা একটি ইলেক্ট্রোলাইট দ্বারা পৃথক করা হয়:

1. হাইড্রোজেন জ্বালানী অ্যানোডের মধ্যে প্রবেশ করে যখন অক্সিজেন (বাতাস থেকে) ক্যাথোডের দিকে প্রবাহিত হয়।
2. অ্যানোডে, একটি অনুঘটক হাইড্রোজেন অণুগুলিকে প্রোটন এবং ইলেকট্রনে বিভক্ত করে।
3. ইলেকট্রনগুলি একটি বাহ্যিক সার্কিটের মাধ্যমে ভ্রমণ করে, যা বৈদ্যুতিক কারেন্ট তৈরি করে।
4. প্রোটনগুলি ইলেক্ট্রোলাইটের মাধ্যমে ক্যাথোডের দিকে স্থানান্তরিত হয়।
5. ক্যাথোডে, প্রোটন, ইলেকট্রন এবং অক্সিজেন একত্রিত হয়ে জল এবং তাপ তৈরি করে।

বিশ্বজুড়ে গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলি ফুয়েল সেল গ্রহণের জন্য তিনটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ মোকাবেলার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে:

মূল কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে কম খরচে স্ট্যাক উপাদান তৈরি করা, উত্পাদন প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজ করা এবং ব্যয়বহুল প্ল্যাটিনাম অনুঘটকের উপর নির্ভরতা হ্রাস করা যার মাধ্যমে:

• উন্নত অনুঘটক ব্যবহার এবং বিকল্প উপকরণ
• ব্যাপক উৎপাদনের জন্য উন্নত উত্পাদন কৌশল
• উদ্ভাবনী ঝিল্লি এবং ইলেক্ট্রোড উপকরণ

গবেষকরা উন্নত করার লক্ষ্য রাখেন:

• সিস্টেমের আকার এবং ওজন কমাতে পাওয়ার ঘনত্ব
• জ্বালানী খরচ কমাতে শক্তি দক্ষতা
• গতিশীল লোড অবস্থার জন্য প্রতিক্রিয়া গতি

লক্ষ্য জীবনকাল অ্যাপ্লিকেশন অনুসারে পরিবর্তিত হয়:

• হালকা-শুল্ক যানবাহনের জন্য 8,000 ঘন্টা
• ভারী ট্রাকের জন্য 30,000 ঘন্টা
• স্থির বিদ্যুৎ সিস্টেমের জন্য 80,000 ঘন্টা

স্থায়িত্বের চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে ক্ষয়, অনুঘটক বিষাক্ততা এবং কার্যকরী অবস্থা থেকে যান্ত্রিক চাপ কমানো।

প্রযুক্তিগত অগ্রগতি অব্যাহত থাকায় এবং খরচ হ্রাস পাওয়ায়, ফুয়েল সেলগুলি বিশ্বব্যাপী শক্তি ব্যবস্থায় ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে প্রস্তুত। বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন জুড়ে পরিষ্কার, দক্ষ শক্তি সরবরাহ করার ক্ষমতা তাদের টেকসই শক্তি সমাধানের দিকে পরিবর্তনের একটি মূল উপাদান করে তোলে।