যখন নতুন শক্তির উত্সের কথা আসে, বায়ু শক্তি, জলবিদ্যুৎ, সৌর শক্তি এবং পারমাণবিক শক্তি সবই সুপরিচিত এবং তাদের বেশিরভাগই পুঁজিবাজারের প্রিয়। যাইহোক, হাইড্রোজেন, সমানভাবে উল্লেখযোগ্য প্রতিযোগী হিসাবে, তুলনামূলকভাবে অজানা থেকে গেছে এবং শক্তিশালী দৃশ্যমানতার অভাব রয়েছে। তবুও, সময় বদলাচ্ছে। নভেম্বর 2021 সাংহাই আমদানি এক্সপো এই সহজাত প্যাটার্নটি ভেঙে দিয়েছে। জাপানের টয়োটা চীনে প্রথমবারের মতো দ্বিতীয় প্রজন্মের মিরাই হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল প্যাসেঞ্জার কার প্রদর্শন করেছে। এটি 850 কিলোমিটারের সর্বোচ্চ পরিসীমা নিয়ে গর্ব করে, লিথিয়াম-চালিত নতুন শক্তির যানবাহনগুলির বেশিরভাগকে একক স্ট্রোকে ছাড়িয়ে যায়।
আজকাল, তথাকথিত "হাইড্রোজেন চালিত যান" বিশেষ করে হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল কারকে বোঝায়৷ তবে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিপরীতে, হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি মূলত এমন ডিভাইস যা হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপন্ন করে৷ এই রাসায়নিক বিক্রিয়ার চূড়ান্ত উপজাত শুধুমাত্র জল, প্রচলিত জ্বালানির বিপরীতে৷ যানবাহন যা কার্বন অক্সাইড, নাইট্রোজেন অক্সাইড এবং সালফার অক্সাইডের মতো পদার্থ নির্গত করে। তাই, হাইড্রোজেনকে "শূন্য নির্গমন" অর্জন করতে সক্ষম একটি শক্তির উত্স হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষে, টাইটানিয়াম একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষে টাইটানিয়াম-তৈরি বাইপোলার প্লেটগুলি পাতলা বেধ, চমৎকার পরিবাহিতা, ভাল তাপীয় বৈশিষ্ট্য, উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি এবং দক্ষ গ্যাস বিচ্ছিন্নতা ধারণ করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি কোষের শক্তি ঘনত্ব বাড়াতে সহায়তা করে। জাপানের টয়োটা MIRAI ফুয়েল সেল গাড়ি টাইটানিয়াম-তৈরি বাইপোলার প্লেট ব্যবহার করে। অতিরিক্তভাবে, গ্যাস ডিফিউশন লেয়ার (GDL বা PTL), যা ইলেক্ট্রোলাইজারের খরচের 17% গঠন করে, উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন শিল্প-গ্রেড টাইটানিয়ামকে অ্যানোড বেস উপাদান হিসাবে নিয়োগ করে, যা সর্বাধিক কার্যকলাপ অর্জন করতে সক্ষম করে।
হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষের মূল কার্যকারী নীতির মধ্যে রয়েছে কোষের ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডে অনুঘটক (প্ল্যাটিনাম) এর মধ্য দিয়ে হাইড্রোজেন পাস করা, যেখানে এটি ইলেকট্রন এবং হাইড্রোজেন আয়নে পচে যায়। তারপরে হাইড্রোজেন আয়নগুলি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে পৌঁছানোর জন্য একটি প্রোটন এক্সচেঞ্জ ঝিল্লির মধ্য দিয়ে চলে যায়, যেখানে তারা অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে জল এবং তাপ তৈরি করে। একই সাথে, ইলেকট্রন ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড থেকে একটি বাহ্যিক সার্কিটের মাধ্যমে ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডে প্রবাহিত হয়, বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপন্ন করে।
সহজ কথায়, হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন জ্বালানী কোষের মধ্যে একত্রিত হয়, বিদ্যুৎ এবং জল উত্পাদন করে। বিদ্যুত যানবাহনকে শক্তি দেয়, যখন যানবাহন থেকে বহিষ্কৃত পানি একমাত্র উপজাত।
এই অপারেশনাল নীতি থেকে, হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলির উল্লেখযোগ্য সুবিধাগুলি তিনগুণ:
প্রথমত, পরিচ্ছন্নতা: একমাত্র উপজাত হল জল, কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমন এড়ানো।
দ্বিতীয়ত, নিরাপত্তা:হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ চালিত ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল প্রক্রিয়া দহন-ভিত্তিক সিস্টেমের বিপরীতে স্বতঃস্ফূর্ত দহন বা বিস্ফোরণের ঝুঁকি হ্রাস করে।
তৃতীয়ত, সুবিধা: এইচইড্রোজেন গ্যাসকে সংকুচিত করা যেতে পারে, এটির পরিবহন এবং সঞ্চয়স্থানকে সহজতর করে।
এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে হাইড্রোজেন চালিত গাড়ির জ্বালানী কোষ প্রচলিত রাসায়নিক ব্যাটারির থেকে আলাদা। একটি জ্বালানী কোষ দহন ছাড়াই হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক রাসায়নিক বিক্রিয়াকে সহজতর করে, একটি উপজাত হিসাবে জল উত্পাদন করে এবং বৈদ্যুতিক শক্তি মুক্ত করে।
হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল গাড়ির বৈদ্যুতিক শক্তি জ্বালানী সেল স্ট্যাকের মধ্যে সঞ্চিত হাইড্রোজেন এবং বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের মধ্যে প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে তাত্ক্ষণিকভাবে উত্পন্ন হয়, বৈদ্যুতিক যানের বিপরীতে যা এটি ব্যবহার করার আগে একটি বাহ্যিক গ্রিড থেকে শক্তি সঞ্চয় করে। অতএব, হাইড্রোজেন যানবাহনে "ফুয়েল সেল" নাম থাকা সত্ত্বেও, তাদের শক্তি নির্গত প্রক্রিয়াটি বৈদ্যুতিক যানবাহনের শক্তি সঞ্চয় প্রক্রিয়ার চেয়ে অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের (বাহ্যিক অক্সিজেনের সাথে পেট্রোল বিক্রিয়া করে) অনুরূপ।
অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের গাড়ির মতোই, হাইড্রোজেন জ্বালানী সেল গাড়ির সবচেয়ে ব্যয়বহুল উপাদান হল শক্তি সঞ্চয় যন্ত্রের পরিবর্তে শক্তি উৎপাদন ডিভাইস (উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক যানবাহনে, সবচেয়ে ব্যয়বহুল উপাদান হল ব্যাটারি, এবং ব্যাটারির মধ্যে, এটি অ্যানোড, ক্যাথোড এবং ইলেক্ট্রোলাইট)। বিশেষত, এটি হাইড্রোজেন স্টোরেজ ট্যাঙ্কের পরিবর্তে জ্বালানী সেল স্ট্যাক।
হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল সিস্টেমের তুলনামূলকভাবে বেশি খরচের কারণে, বিশেষ করে ফুয়েল সেল স্ট্যাকের কারণে, বর্তমান পর্যায়ে হাইড্রোজেন গাড়ির উৎপাদন খরচ বিশুদ্ধ বৈদ্যুতিক যান এবং ঐতিহ্যবাহী দহন ইঞ্জিন যানের তুলনায় বেশি। এই খরচ ফ্যাক্টর হাইড্রোজেন জ্বালানী সেল যানবাহন শিল্পের উন্নয়নে একটি উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতা রয়ে গেছে।
