কিভাবে হাইড্রোজেন জ্বালানী তৈরি করা হয় – 8টি উৎপাদন ধাপ

আমরা যদি হাইড্রোজেন জ্বালানী তৈরি হয় তা নিয়ে চিন্তা করি, তাহলে আমাদের জিজ্ঞাসা করা হবে কেন হাইড্রোজেন জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা হয়। ঠিক আছে, যখন হাইড্রোজেন একটি জ্বালানী কোষে জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন এটি একটি পরিষ্কার জ্বালানী যা শুধুমাত্র জল উত্পাদন করে।

সহ অসংখ্য সম্পদ প্রাকৃতিক গ্যাস, পারমাণবিক শক্তি, জৈববস্তুপুঞ্জ, এবং রূপান্তরযোগ্য শক্তির উৎস মত সৌর এবং বায়ু, হাইড্রোজেন তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

এর সুবিধাগুলি এটিকে শক্তি এবং পরিবহনের সাথে জড়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি পছন্দসই জ্বালানী পছন্দ করে তোলে। পোর্টেবল পাওয়ার, বাড়ি, অটোমোবাইল এবং আরও অনেক কিছু সহ এটির অসংখ্য ব্যবহার রয়েছে।

একটি পরিষ্কার এবং কার্যকর বিকল্প হিসাবে হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ ব্যবহার প্রচলিত দহন ইঞ্জিন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। এই জ্বালানী কোষগুলিতে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মধ্যে রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়ার একমাত্র ফলাফল যা বিদ্যুৎ উত্পাদন করে তা হল জল।

হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষের সম্ভাব্যতা সম্পূর্ণরূপে ব্যবহার করার জন্য একটি পরিশীলিত উত্পাদন পদ্ধতি প্রয়োজন।

কিভাবে হাইড্রোজেন জ্বালানী তৈরি করা হয় – 4টি প্রধান উৎপাদন পদ্ধতি

সেখানে বিভিন্ন হয় হাইড্রোজেন জ্বালানি তৈরির উপায়. আজকাল, ইলেক্ট্রোলাইসিস এবং প্রাকৃতিক গ্যাস সংস্কার - একটি তাপ প্রক্রিয়া - প্রায়শই ব্যবহৃত কৌশল। জৈবিক এবং সৌর-চালিত প্রক্রিয়া আরও দুটি পন্থা।

• তাপীয় প্রক্রিয়া
• ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রসেস
• সৌর-চালিত প্রক্রিয়া
• জৈবিক প্রক্রিয়া

1. তাপীয় প্রক্রিয়া

হাইড্রোজেন উৎপাদনের জন্য সবচেয়ে সাধারণ তাপ পদ্ধতি হল বাষ্প সংস্কার, যা বাষ্প এবং হাইড্রোকার্বন জ্বালানির মধ্যে একটি উচ্চ-তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়া যা হাইড্রোজেন উৎপন্ন করে।

বিভিন্ন হাইড্রোকার্বন জ্বালানী যেমন ডিজেল, প্রাকৃতিক গ্যাস, গ্যাসীকৃত কয়লা, গ্যাসীকৃত জৈববস্তু এবং নবায়নযোগ্য তরল জ্বালানীর সংস্কারের মাধ্যমে হাইড্রোজেন তৈরি করা যেতে পারে। আজকাল, বাষ্প-সংস্কার প্রাকৃতিক গ্যাস সমস্ত হাইড্রোজেনের প্রায় 95% উত্পাদন করে।

2. ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রসেস

ইলেক্ট্রোলাইসিস কৌশল ব্যবহার করে জল থেকে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বের করা যায়। একটি ইলেক্ট্রোলাইজার একটি ডিভাইস যা ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়াগুলি সম্পাদন করে। এটি একটি জ্বালানী কোষের মতো যে এটি একটি হাইড্রোজেন অণুর শক্তি ব্যবহার করার পরিবর্তে জলের অণু থেকে হাইড্রোজেন তৈরি করে।

3. সৌর-চালিত প্রক্রিয়া

সৌর-চালিত সিস্টেমে, আলো হাইড্রোজেন তৈরির এজেন্ট হিসাবে কাজ করে। কয়েকটি সৌর-চালিত প্রক্রিয়া হল থার্মোকেমিক্যাল, ফটোইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এবং ফটোবায়োলজিক্যাল। হাইড্রোজেন ফটোবায়োলজিক্যাল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে উত্পাদিত হয়, যা ব্যাকটেরিয়া এবং সবুজ শেত্তলাগুলির প্রাকৃতিক সালোকসংশ্লেষী কার্যকলাপের উপর নির্ভর করে।

নির্দিষ্ট সেমিকন্ডাক্টর ব্যবহার করে, ফটোইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়া জলকে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে ভাগ করে। ঘনীভূত সৌর শক্তি সৌর থার্মোকেমিক্যাল হাইড্রোজেন সংশ্লেষণে জল-বিভাজন প্রতিক্রিয়া জ্বালানীতে ব্যবহৃত হয়, ঘন ঘন ধাতব অক্সাইডের মতো অতিরিক্ত প্রজাতির সাথে মিলিত হয়।

4. জৈবিক প্রক্রিয়া

ব্যাকটেরিয়া এবং মাইক্রোঅ্যালগির মতো অণুজীব জৈবিক প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয় এবং এই জীবগুলি জৈবিক প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে হাইড্রোজেন তৈরি করতে পারে।

বায়োমাস বা বর্জ্য জলের মতো জৈব পদার্থগুলিকে ভেঙে, ব্যাকটেরিয়া মাইক্রোবায়াল বায়োমাস রূপান্তর নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়াতে হাইড্রোজেন তৈরি করতে পারে। বিপরীতে, ফটোবায়োলজিকাল প্রক্রিয়াগুলি জীবাণুর জন্য শক্তির উত্স হিসাবে সূর্যালোক ব্যবহার করে।

কিভাবে হাইড্রোজেন জ্বালানী তৈরি করা হয় – 8টি উৎপাদন ধাপ

বিভিন্ন উৎপাদন পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করার পর, আসুন একটি হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল তৈরির সাথে জড়িত নির্দিষ্ট পদ্ধতিগুলি পরীক্ষা করা যাক, কাঁচামাল সনাক্ত করা থেকে শুরু করে একটি পরিষ্কার শক্তির উত্স তৈরি করা পর্যন্ত। আমরা ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়া তৈরি করার পদ্ধতিগুলি পরীক্ষা করব।

• কাঁচা মাল সোর্সিং
• অনুঘটক প্রস্তুতি
• মেমব্রেন ইলেকট্রোড অ্যাসেম্বলি (MEA) ফ্যাব্রিকেশন
• বাইপোলার প্লেট উত্পাদন
• ফুয়েল সেল স্ট্যাক সমাবেশ
• উদ্ভিদ উপাদানের ভারসাম্য
• মান নিয়ন্ত্রণ এবং পরীক্ষা
• স্থাপনা এবং ইন্টিগ্রেশন

1. কাঁচা মাল সোর্সিং

হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ নির্মাণের জন্য প্রয়োজনীয় কাঁচামাল সংগ্রহ উৎপাদন প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপ। প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে বাইপোলার প্লেটের জন্য কার্বন-ভিত্তিক উপাদান, ইলেক্ট্রোলাইট ঝিল্লির জন্য পলিমার এবং ইলেক্ট্রোড প্রতিক্রিয়ার জন্য প্ল্যাটিনাম বা অন্যান্য অনুঘটক।

সাধারণত অনেক বিক্রেতাদের কাছ থেকে অর্জিত, এই উপকরণগুলি জ্বালানী সেল উত্পাদনের জন্য তাদের উপযুক্ততার গ্যারান্টি দেওয়ার জন্য কঠোর মানের নিশ্চয়তা পদ্ধতির মধ্য দিয়ে যায়।

2. অনুঘটক প্রস্তুতি

অনুঘটক, যা প্রায়ই প্ল্যাটিনাম দিয়ে তৈরি, তা জ্বালানী কোষের বৈদ্যুতিক রাসায়নিক বিক্রিয়া পরিচালনা করার ক্ষমতার জন্য অপরিহার্য।

একটি অত্যন্ত সক্রিয় এবং স্থিতিশীল অনুঘটক স্তর তৈরি করতে, অনুঘটক উপাদান রাসায়নিক জমা এবং শারীরিক বাষ্প জমা সহ বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে চিকিত্সা এবং তৈরি করা হয়।

তারপর ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠগুলি স্প্রে আবরণ বা স্ক্রিন প্রিন্টিংয়ের মতো কৌশলগুলি ব্যবহার করে এই স্তর দিয়ে আবৃত করা হয়।

3. মেমব্রেন ইলেকট্রোড অ্যাসেম্বলি (MEA) ফ্যাব্রিকেশন

অনুঘটক-প্রলিপ্ত ইলেক্ট্রোড এবং পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট ঝিল্লি মেমব্রেন ইলেক্ট্রোড সমাবেশ তৈরি করে, যা জ্বালানী কোষের একটি অপরিহার্য অংশ। পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট ঝিল্লিটি ফুয়েল সেল স্ট্যাক আর্কিটেকচারের সাথে মেলে সাবধানতার সাথে উত্পাদিত এবং ভাস্কর্য করা হয়।

এটি সাধারণত একটি পারফ্লুরোসালফোনিক অ্যাসিড পলিমার দিয়ে গঠিত। পরবর্তীকালে ঝিল্লির প্রতিটি পাশে অনুঘটক দিয়ে প্রলিপ্ত ইলেক্ট্রোডগুলিকে একীভূত করে MEA গঠিত হয়।

4. বাইপোলার প্লেট উত্পাদন

জ্বালানী কোষের স্তুপে, বাইপোলার প্লেটগুলি বিক্রিয়ক গ্যাসগুলি ছড়িয়ে দেওয়ার এবং জ্বালানী কোষগুলির মধ্যে বিদ্যুৎ স্থানান্তরের দায়িত্বে থাকে। সাধারণত, কার্বন-ভিত্তিক উপাদান যা ক্ষয় প্রতিরোধী এবং হালকা ওজনের এই প্লেটগুলি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

প্রয়োজনীয় আকৃতি এবং কাঠামো অর্জনের জন্য, উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন ছাঁচনির্মাণ, মেশিনিং বা প্রেসিং প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করা হয়। অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেন গ্যাসের কার্যকর উত্তরণ সহজতর করার জন্য চ্যানেল এবং প্রবাহ ক্ষেত্রগুলিও বাইপোলার প্লেটের অন্তর্ভুক্ত।

5. ফুয়েল সেল স্ট্যাক সমাবেশ

হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল সিস্টেমের অপরিহার্য উপাদান হল ফুয়েল সেল স্ট্যাক, যা সমান্তরাল এবং সিরিজ বিন্যাসে মিলিত বেশ কয়েকটি জ্বালানী কোষ দ্বারা গঠিত। সমাবেশটি নিখুঁতভাবে স্তুপীকৃত বাইপোলার প্লেট, গ্যাস ডিফিউশন লেয়ার এবং MEAs দ্বারা গঠিত।

আঠালো এবং gaskets মত সিলিং উপকরণ ব্যবহার করে গ্যাস লিক প্রতিরোধ করা হয় এবং ভাল সিলিং নিশ্চিত করা হয়। কুল্যান্ট এবং গ্যাসের আদর্শ প্রবাহ সংরক্ষণের সময় স্ট্যাক সমাবেশটি সর্বাধিক শক্তি উত্পাদন করার জন্য তৈরি করা হয়।

6. উদ্ভিদ উপাদানের ভারসাম্য

একটি সম্পূর্ণ ফুয়েল সেল সিস্টেমের জন্য ফুয়েল সেল স্ট্যাক ছাড়াও উদ্ভিদের (BOP) উপাদানগুলির বেশ কয়েকটি ভারসাম্য প্রয়োজন। এর মধ্যে রয়েছে হিউমিডিফায়ার, কুলিং সিস্টেম, হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের সরবরাহ ব্যবস্থা এবং বৈদ্যুতিক আউটপুট পরিচালনা ও নিয়ন্ত্রণের জন্য পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স।

উপযুক্ত জ্বালানি এবং কুল্যান্ট প্রবাহ, তাপ ব্যবস্থাপনা এবং বৈদ্যুতিক সংযোগ নিশ্চিত করতে, BOP উপাদানগুলি সামগ্রিক সিস্টেম ডিজাইনে একত্রিত করা হয়েছে।

7. মান নিয়ন্ত্রণ এবং পরীক্ষা

প্রতিটি জ্বালানী কোষের নির্ভরযোগ্যতা এবং দক্ষতা নিশ্চিত করার জন্য উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় কঠোর মান নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। বিভিন্ন পর্যায়ে, মানের পরীক্ষা যেমন ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন, বৈদ্যুতিক পরীক্ষা এবং কর্মক্ষমতা পর্যালোচনা করা হয়।

তাদের বৈদ্যুতিক আউটপুট, স্থায়িত্ব, দক্ষতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে চূড়ান্ত জ্বালানী কোষ সমাবেশগুলিতে সম্পূর্ণ পরীক্ষা করা হয়। প্রয়োজনীয় মানের মান পূরণ করতে, কোনো ত্রুটিপূর্ণ কোষ বা উপাদান খুঁজে পাওয়া যায় এবং প্রতিস্থাপন করা হয়।

8. স্থাপনা এবং ইন্টিগ্রেশন

জ্বালানী কোষগুলি তাদের সফল উত্পাদন এবং পরীক্ষার পরে প্রয়োগের একটি পরিসরে স্থাপন এবং একীকরণের জন্য প্রস্তুত করা হয়। পোর্টেবল ইলেকট্রনিক্স, স্থির বিদ্যুৎ উৎপাদন সরঞ্জাম, এবং অটোমোবাইল এই বিভাগের অধীনে আসতে পারে।

একটি দরকারী এবং কার্যকর হাইড্রোজেন-চালিত যন্ত্র তৈরি করতে, ইন্টিগ্রেশন পদ্ধতিতে জ্বালানী কোষ সিস্টেমকে প্রয়োজনীয় আনুষঙ্গিক সিস্টেমগুলির সাথে সংযুক্ত করা হয়, যেমন হাইড্রোজেন স্টোরেজ ট্যাঙ্ক, বায়ু গ্রহণের ব্যবস্থা এবং পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইউনিট।

উপসংহার

হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ উত্পাদন একটি বহু-পদক্ষেপ প্রক্রিয়া যা কাঁচামাল সংগ্রহের সাথে শুরু হয় এবং জ্বালানী কোষ সিস্টেমের একীকরণের সাথে শেষ হয়।

এই জটিল প্রক্রিয়াটি পরিষ্কার, নির্ভরযোগ্য, এবং দক্ষ শক্তির উত্সগুলির উত্পাদনের গ্যারান্টি দেয় যা বিদ্যুৎ উৎপাদন, পরিবহন এবং অন্যান্য শিল্পকে সম্পূর্ণরূপে রূপান্তরিত করার সম্ভাবনা রাখে।

ক্রমাগত গবেষণা এবং উন্নয়নের কারণে হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলির জন্য উত্পাদন প্রক্রিয়া সর্বদা বিকশিত হচ্ছে, যা টেকসই শক্তি সমাধানগুলির বিকাশকে এগিয়ে নিয়ে যায়।

প্রস্তাবনা

• জলবিদ্যুৎ সম্পর্কে 20টি তথ্য যা আপনি কখনও জানতেন না
  .
• হাইড্রোজেন চালিত যানবাহন: ভাল এবং অসুবিধা জানুন
  .
• কিভাবে জলবিদ্যুৎ শক্তি কাজ করে
  .
• পরিবেশের হাইড্রোলজিক্যাল চক্র
  .
• কিভাবে মিথেন গ্লোবাল ওয়ার্মিংকে প্রভাবিত করে?