M

MLOG

தமிழ்

ஒரு நிலையான எதிர்காலத்தை நோக்கிய உலகளாவிய மாற்றத்தில், ஆற்றல், போக்குவரத்து மற்றும் தொழில்துறையில் புரட்சி செய்யக்கூடிய ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் திறனை ஆராயுங்கள்.

ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரம்: எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் - ஒரு நிலையான எதிர்காலத்தை இயக்குதல்

உலகம் கார்பன் நீக்கம் மற்றும் நிலையான ஆற்றல் மூலங்களுக்கு மாற வேண்டிய அவசரத் தேவையுடன் போராடி வருவதால், "ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரம்" என்ற கருத்து சமீபத்திய ஆண்டுகளில் குறிப்பிடத்தக்க கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது. இந்த தொலைநோக்குப் பார்வையின் மையத்தில் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் உள்ளது, இது பாரம்பரிய எரிப்பு இயந்திரங்கள் மற்றும் புதைபடிவ எரிபொருள் அடிப்படையிலான மின்சார உற்பத்திக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றாகும். இந்த வலைப்பதிவு இடுகை ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் நுணுக்கங்களை ஆராய்கிறது, அதன் கொள்கைகள், பயன்பாடுகள், சவால்கள் மற்றும் உலகளாவிய ஆற்றல் நிலப்பரப்பை மறுவடிவமைப்பதற்கான அதன் திறனை ஆராய்கிறது.

ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரம் என்றால் என்ன?

ஒரு ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரம் என்பது, மின்சாரத்தைப் போலவே ஹைட்ரஜன் ஒரு முதன்மை ஆற்றல் கடத்தியாகச் செயல்படும் ஒரு எதிர்காலத்தைக் கற்பனை செய்கிறது, ஆனால் சேமிக்கக்கூடிய எரிபொருளாக இருக்கும் கூடுதல் நன்மையுடன். இந்த மாதிரியில், ஹைட்ரஜன் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் (மின்னாற்பகுப்பு), இயற்கை எரிவாயு (கார்பன் பிடிப்புடன்), மற்றும் அணுசக்தி உள்ளிட்ட பல்வேறு மூலங்களிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. பின்னர் அது போக்குவரத்தை இயக்குவதற்கும், மின்சாரத்தை உருவாக்குவதற்கும், கட்டிடங்களை வெப்பப்படுத்துவதற்கும், மற்றும் தொழில்துறை செயல்முறைகளுக்கு எரிபொருளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரத்தின் வரையறுக்கும் பண்பு, குறிப்பாக புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யப்படும்போது, பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகிலான உமிழ்வுகளுக்கான அதன் திறனாகும்.

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

எரிபொருள் செல்கள் என்பது ஒரு எரிபொருளின் (பொதுவாக ஹைட்ரஜன்) மற்றும் ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்றியின் (பொதுவாக ஆக்ஸிஜன்) வேதியியல் ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்றும் மின்வேதியியல் சாதனங்கள் ஆகும். ஆற்றலைச் சேமிக்கும் பேட்டரிகளைப் போலல்லாமல், எரிபொருள் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்றி வழங்கப்படும் வரை எரிபொருள் செல்கள் தொடர்ந்து மின்சாரத்தை உருவாக்குகின்றன. அடிப்படை கொள்கையானது ஆனோடில் ஹைட்ரஜனின் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தை உள்ளடக்கியது, இது புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை உருவாக்குகிறது. புரோட்டான்கள் ஒரு எலக்ட்ரோலைட் வழியாக கேத்தோடுக்கு நகர்கின்றன, அங்கு அவை ஆக்ஸிஜன் மற்றும் எலக்ட்ரான்களுடன் இணைந்து தண்ணீரை உருவாக்குகின்றன. ஒரு வெளிப்புற சுற்று வழியாக எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் ஒரு மின்சார மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது.

எரிபொருள் செல்களின் வகைகள்

பல வகையான எரிபொருள் செல்கள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த பண்புகள், இயக்க வெப்பநிலை மற்றும் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் நன்மைகள்

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் பாரம்பரிய ஆற்றல் மூலங்களை விட பல கட்டாய நன்மைகளை வழங்குகிறது:

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடுகள்

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் பல்வேறு துறைகளில் பரந்த அளவிலான சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது:

போக்குவரத்து

எரிபொருள் செல் வாகனங்கள் (FCVs) பெட்ரோல் கார்கள் மற்றும் பேட்டரி மின்சார வாகனங்களுக்கு (BEVs) ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றாக உள்ளன. FCV-க்களுக்கு நீண்ட ஓட்டுநர் வரம்புகள், வேகமான எரிபொருள் நிரப்பும் நேரம் மற்றும் பூஜ்ஜிய புகைப்போக்கி உமிழ்வுகள் உள்ளிட்ட பல நன்மைகள் உள்ளன. டொயோட்டா, ஹூண்டாய் மற்றும் BMW போன்ற முன்னணி வாகன உற்பத்தியாளர்கள் FCV-க்களை தீவிரமாக உருவாக்கி வணிகப்படுத்துகின்றனர். எடுத்துக்காட்டாக, அமெரிக்காவின் கலிபோர்னியாவில், அதிகரித்து வரும் FCV-க்களின் எண்ணிக்கையை ஆதரிக்க ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் நிரப்பும் நிலையங்களின் எண்ணிக்கை அதிகரித்து வருகிறது. ஐரோப்பாவில், ஜெர்மனி ஹைட்ரஜன் உள்கட்டமைப்பு மற்றும் பொதுப் போக்குவரத்திற்கான எரிபொருள் செல் பேருந்துகளில் அதிக முதலீடு செய்து வருகிறது.

நிலையான மின் உற்பத்தி

வீடுகள், வணிகங்கள் மற்றும் தொழில்துறை வசதிகளுக்கு மின்சாரம் தயாரிக்க எரிபொருள் செல்கள் பயன்படுத்தப்படலாம். அவை பாரம்பரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களுக்கு ஒரு சுத்தமான மற்றும் திறமையான மாற்றாக இருக்கின்றன, குறிப்பாக ஒருங்கிணைந்த வெப்பம் மற்றும் மின்சார (CHP) பயன்பாடுகளில். எடுத்துக்காட்டாக, ஜப்பானில், குடியிருப்பு எரிபொருள் செல் அமைப்புகள் (Ene-Farm) பெருகிய முறையில் பிரபலமாகி வருகின்றன, இது வீடுகளுக்கு மின்சாரம் மற்றும் சூடான நீர் இரண்டையும் வழங்குகிறது. தென் கொரியாவில், நகர்ப்புறங்களுக்கு அடிப்படை மின்சாரத்தை வழங்க எரிபொருள் செல் மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

கையடக்க மின்சாரம்

எரிபொருள் செல்கள் மடிக்கணினிகள், ஸ்மார்ட்போன்கள் மற்றும் மின் கருவிகள் போன்ற கையடக்க மின்னணு சாதனங்களுக்கு சக்தியளிக்க முடியும். அவை பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது நீண்ட இயக்க நேரம் மற்றும் வேகமான எரிபொருள் நிரப்புதலை வழங்குகின்றன. எரிபொருள் செல் மூலம் இயங்கும் ஜெனரேட்டர்கள் தொலைதூர இடங்களிலும் பேரிடர் நிவாரண முயற்சிகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பல நிறுவனங்கள் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்காக எரிபொருள் செல் அடிப்படையிலான கையடக்க மின்சார தீர்வுகளை உருவாக்குகின்றன.

தொழில்துறை பயன்பாடுகள்

ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி, இரசாயன உற்பத்தி மற்றும் உலோக பதப்படுத்துதல் போன்ற பல்வேறு தொழில்துறை செயல்முறைகளில் எரிபொருள் செல்கள் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த ஆற்றல் மிகுந்த தொழில்களுக்கு அவை சுத்தமான மற்றும் திறமையான வெப்பம் மற்றும் மின்சாரத்தை வழங்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, எஃகுத் தொழிலில், நிலக்கரிக்கு பதிலாக ஹைட்ரஜன் ஒரு குறைக்கும் காரணியாக ஆராயப்பட்டு வருகிறது, இது கார்பன் உமிழ்வுகளில் குறிப்பிடத்தக்க குறைப்புகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.

பொருள் கையாளுதல்

ஃபோர்க்லிஃப்ட்கள் மற்றும் பிற பொருள் கையாளும் கருவிகளில் எரிபொருள் செல்கள் பெருகிய முறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது வேகமான எரிபொருள் நிரப்புதல், நீண்ட இயக்க நேரம் மற்றும் பூஜ்ஜிய உமிழ்வுகள் போன்ற நன்மைகளை வழங்குகிறது. காற்றின் தரம் கவலையளிக்கும் உட்புற சூழல்களில் இது குறிப்பாக கவர்ச்சிகரமானது. பிளக் பவர் (Plug Power) போன்ற நிறுவனங்கள் பொருள் கையாளுதல் தொழிலுக்கு எரிபொருள் செல் தீர்வுகளை வழங்குவதில் முன்னணியில் உள்ளன.

சவால்கள் மற்றும் வாய்ப்புகள்

அதன் மகத்தான திறன் இருந்தபோதிலும், எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் அதன் பரவலான பயன்பாட்டை செயல்படுத்த பல சவால்களை எதிர்கொள்கிறது:

செலவு

எரிபொருள் செல் அமைப்புகளின் அதிக செலவு அவற்றின் வணிகமயமாக்கலுக்கு ஒரு பெரிய தடையாக உள்ளது. செலவு முக்கியமாக பிளாட்டினம் வினையூக்கிகள் போன்ற விலையுயர்ந்த பொருட்களின் பயன்பாடு மற்றும் உற்பத்தி செயல்முறையின் சிக்கலான தன்மையால் இயக்கப்படுகிறது. ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முயற்சிகள் எரிபொருள் செல் கூறுகளின் விலையைக் குறைப்பதிலும் உற்பத்தி நுட்பங்களை மேம்படுத்துவதிலும் கவனம் செலுத்துகின்றன.

ஆயுள் மற்றும் நம்பகத்தன்மை

எரிபொருள் செல்கள் அவற்றின் நீண்ட கால செயல்திறனை உறுதி செய்ய நீடித்த மற்றும் நம்பகமானதாக இருக்க வேண்டும். காலப்போக்கில் எரிபொருள் செல் கூறுகளின் சிதைவு அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் ஆயுட்காலத்தைக் குறைக்கும். மேலும் நீடித்த பொருட்களை உருவாக்குவதிலும், அவற்றின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்த எரிபொருள் செல் வடிவமைப்புகளை மேம்படுத்துவதிலும் ஆராய்ச்சி கவனம் செலுத்துகிறது.

ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் விநியோகம்

குறைந்த விலையில், சுத்தமான ஹைட்ரஜன் கிடைப்பது ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரத்தின் வெற்றிக்கு முக்கியமானது. தற்போது, பெரும்பாலான ஹைட்ரஜன் இயற்கை எரிவாயுவிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இது கார்பன் உமிழ்வுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலால் இயக்கப்படும் மின்னாற்பகுப்பு போன்ற செலவு குறைந்த மற்றும் நிலையான ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி முறைகளின் வளர்ச்சி அவசியம். மேலும், ஹைட்ரஜனை இறுதிப் பயனர்களுக்கு கொண்டு செல்லவும் விநியோகிக்கவும் குழாய்வழிகள் மற்றும் எரிபொருள் நிரப்பும் நிலையங்கள் உள்ளிட்ட ஒரு வலுவான ஹைட்ரஜன் உள்கட்டமைப்பு தேவைப்படுகிறது.

பொது விழிப்புணர்வு மற்றும் ஏற்பு

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் பொது விழிப்புணர்வையும் ஏற்பையும் அதிகரிப்பது அதன் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு முக்கியமானது. பலர் எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் அவற்றின் நன்மைகள் பற்றி அறிந்திருக்கவில்லை. காலநிலை மாற்றத்தை எதிர்கொள்வதற்கும் காற்றின் தரத்தை மேம்படுத்துவதற்கும் தொழில்நுட்பம் மற்றும் அதன் திறன் பற்றி பொதுமக்களுக்கு தெரிவிக்க கல்வி மற்றும் விழிப்புணர்வு முயற்சிகள் தேவை.

வாய்ப்புகள்

இந்த சவால்கள் இருந்தபோதிலும், எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் புதுமை மற்றும் வளர்ச்சிக்கான எண்ணற்ற வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது:

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் எதிர்காலம்

எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் உலகளாவிய ஆற்றல் மாற்றத்தில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் வகிக்கத் தயாராக உள்ளது. தொழில்நுட்பம் முன்னேறி, செலவுகள் குறையும்போது, எரிபொருள் செல்கள் பாரம்பரிய ஆற்றல் மூலங்களுடன் பெருகிய முறையில் போட்டித்தன்மை கொண்டதாக மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. வரும் ஆண்டுகளில், நாம் இதைக் காணலாம்:

வழக்கு ஆய்வுகள்: உலகளாவிய எடுத்துக்காட்டுகள்

முடிவுரை

ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பம் ஒரு நிலையான எதிர்காலத்தை இயக்குவதற்கு மகத்தான வாக்குறுதியைக் கொண்டுள்ளது. சவால்கள் இருந்தாலும், தற்போதைய ஆராய்ச்சி, அரசாங்க ஆதரவு மற்றும் வளர்ந்து வரும் தேவை ஆகியவை இந்த உருமாறும் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி மற்றும் வரிசைப்படுத்தலைத் தூண்டுகின்றன. உலகம் ஒரு தூய்மையான ஆற்றல் அமைப்புக்கு மாறும்போது, எரிபொருள் செல்கள் போக்குவரத்தை கார்பன் நீக்குவதிலும், மின்சாரத்தை உருவாக்குவதிலும், தொழில்துறை செயல்முறைகளுக்கு எரிபொருளாகவும் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரத்தைத் தழுவி, எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தில் புதுமைகளை வளர்ப்பது அனைவருக்கும் ஒரு நிலையான மற்றும் வளமான எதிர்காலத்தை அடைவதற்கு அவசியமானது.