হাইড্রোজেন পাওয়ার প্ল্যান্ট - প্রবণতা এবং সম্ভাবনা

যদিও পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রগুলিকে দীর্ঘকাল ধরে খুব নিরাপদ বলে মনে করা হয়েছে, তবে 2011 সালে জাপানের ফুকুশিমা পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে দুর্ঘটনাটি আবারও বিশ্বের শক্তি প্রকৌশলীদের এই ধরণের শক্তির সাথে যুক্ত সম্ভাব্য পরিবেশগত সমস্যাগুলি সম্পর্কে চিন্তা করতে বাধ্য করেছিল৷

ইউরোপীয় ইউনিয়নের বেশ কয়েকটি দেশ সহ অনেক দেশের সরকার, তাদের অর্থনীতিকে বিকল্প শক্তিতে স্থানান্তর করার একটি স্পষ্ট অভিপ্রায় ঘোষণা করেছে, কোনো বিনিয়োগ ছাড়াই, আগামী 5-10 বছরে এই শিল্পের জন্য বিলিয়ন ইউরোর প্রতিশ্রুতি দিয়েছে। এবং এই জাতীয় বিকল্পের সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ এবং পরিবেশগতভাবে নিরাপদ প্রকারের একটি হল হাইড্রোজেন।

যদি কয়লা, গ্যাস এবং তেল ফুরিয়ে যায়, তবে সমুদ্রে কেবল সীমাহীন হাইড্রোজেন রয়েছে, যদিও এটি সেখানে তার বিশুদ্ধ আকারে সংরক্ষণ করা হয় না, তবে অক্সিজেনের সাথে একটি রাসায়নিক যৌগের আকারে - জলের আকারে।

হাইড্রোজেন হল সবচেয়ে পরিবেশ বান্ধব শক্তির উৎস। হাইড্রোজেন প্রাপ্তি, পরিবহন, সঞ্চয় এবং ব্যবহার করার জন্য ধাতুর সাথে এর মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে আমাদের জ্ঞান প্রসারিত করা প্রয়োজন।

এখানে অনেক সমস্যা আছে।এখানে তাদের মধ্যে কয়েকটি রয়েছে যা তাদের সমাধানের জন্য অপেক্ষা করছে: মেমব্রেন ফিল্টার ব্যবহার করে অত্যন্ত বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন আইসোটোপ তৈরি করা (উদাহরণস্বরূপ, প্যালাডিয়াম থেকে), প্রযুক্তিগতভাবে সুবিধাজনক হাইড্রোজেন ব্যাটারি তৈরি করা, উপকরণের হাইড্রোজেন খরচের সাথে লড়াই করার সমস্যা ইত্যাদি।

হাইড্রোজেনের পরিবেশগত নিরাপত্তা, অন্যান্য ঐতিহ্যগত ধরণের শক্তির উত্সের তুলনায়, কেউ সন্দেহ করে না: হাইড্রোজেন দহনের পণ্যটি আবার বাষ্পের আকারে জল, যদিও এটি সম্পূর্ণরূপে অ-বিষাক্ত।

জ্বালানী হিসাবে হাইড্রোজেন সহজেই অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনে মৌলিক পরিবর্তন ছাড়াই ব্যবহার করা যেতে পারে, সেইসাথে টারবাইনেও, এবং পেট্রোল থেকে বেশি শক্তি পাওয়া যাবে। যদি বাতাসে গ্যাসোলিনের দহনের নির্দিষ্ট তাপ প্রায় 44 MJ/kg হয়, তাহলে হাইড্রোজেনের জন্য এই চিত্রটি প্রায় 141 MJ/kg, যা 3 গুণেরও বেশি। পেট্রোলিয়াম পণ্যও বিষাক্ত।

হাইড্রোজেনের সঞ্চয় এবং পরিবহন বিশেষ সমস্যা সৃষ্টি করবে না, রসদ প্রোপেনের মতোই, তবে হাইড্রোজেন মিথেনের চেয়ে বেশি বিস্ফোরক, তাই এখানে এখনও কিছু সূক্ষ্মতা রয়েছে।

হাইড্রোজেন স্টোরেজ সমাধানগুলি নিম্নরূপ। প্রথম উপায় হল প্রথাগত সংকোচন এবং তরলকরণ, যখন হাইড্রোজেনের তরল অবস্থা বজায় রাখার জন্য এটির অতি-নিম্ন তাপমাত্রা নিশ্চিত করা প্রয়োজন। এটি ব্যয়বহুল।

দ্বিতীয় উপায়টি আরও প্রতিশ্রুতিশীল — এটি কিছু যৌগিক ধাতব স্পঞ্জের (ভানাডিয়াম, টাইটানিয়াম এবং লোহার উচ্চ ছিদ্রযুক্ত মিশ্রণ) সক্রিয়ভাবে হাইড্রোজেন শোষণ করার ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে এবং কম গরমে এটিকে ছেড়ে দেয়।

নেতৃস্থানীয় তেল ও গ্যাস কোম্পানি যেমন Enel এবং BP সক্রিয়ভাবে হাইড্রোজেন শক্তি বিকাশ করছে।কয়েক বছর আগে, ইতালীয় এনেল বিশ্বের প্রথম হাইড্রোজেন পাওয়ার প্ল্যান্ট শুরু করেছিল, যা বায়ুমণ্ডলকে দূষিত করে না এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গত করে না। তবে এই দিকের প্রধান জ্বলন্ত পয়েন্টটি নিম্নলিখিত প্রশ্নের মধ্যে রয়েছে: কীভাবে হাইড্রোজেনের শিল্প উত্পাদন সস্তা করা যায়?

সমস্যা হল যে জলের তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রচুর বিদ্যুতের প্রয়োজন হয়, এবং যদি জলের তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে হাইড্রোজেন উৎপাদন সুনির্দিষ্টভাবে প্রবাহিত করা হয়, তবে একটি একক দেশের অর্থনীতির জন্য হাইড্রোজেনের শিল্প উত্পাদনের এই পদ্ধতিটি খুব ব্যয়বহুল হবে: তিন গুণ, চার গুণ নয় , পেট্রোলিয়াম পণ্য থেকে জ্বলনের সমতুল্য তাপের পরিপ্রেক্ষিতে। উপরন্তু, একটি শিল্প ইলেক্ট্রোলাইজারে এক বর্গ মিটার ইলেক্ট্রোড থেকে প্রতি ঘন্টায় সর্বোচ্চ 5 ঘনমিটার গ্যাস পাওয়া যেতে পারে। এটি ধীর এবং অর্থনৈতিকভাবে অবাস্তব।

শিল্প আয়তনে হাইড্রোজেন উৎপাদনের অন্যতম প্রতিশ্রুতিশীল উপায় হল প্লাজমা-রাসায়নিক পদ্ধতি। এখানে, জলের তড়িৎ বিশ্লেষণের চেয়ে হাইড্রোজেন বেশি সস্তায় পাওয়া যায়। ভারসাম্যহীন প্লাজমেট্রনগুলিতে, একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি আয়নিত গ্যাসের মধ্য দিয়ে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবাহিত হয় এবং "উত্তপ্ত" ইলেকট্রন থেকে গ্যাসের অণুতে শক্তি স্থানান্তর করার প্রক্রিয়ায় একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে।

গ্যাসের তাপমাত্রা +300 থেকে +1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে থাকে, যখন হাইড্রোজেন উৎপাদনের দিকে পরিচালিত প্রতিক্রিয়ার হার ইলেক্ট্রোলাইসিসের তুলনায় বেশি। এই পদ্ধতিটি হাইড্রোজেন প্রাপ্ত করা সম্ভব করে, যা হাইড্রোকার্বন থেকে প্রাপ্ত ঐতিহ্যবাহী জ্বালানীর চেয়ে দ্বিগুণ (তিন গুণ নয়) বেশি ব্যয়বহুল।

প্লাজমা-রাসায়নিক প্রক্রিয়া দুটি পর্যায়ে সঞ্চালিত হয়: প্রথমত, কার্বন ডাই অক্সাইড অক্সিজেন এবং কার্বন মনোক্সাইডে পচে যায়, তারপরে কার্বন মনোক্সাইড জলীয় বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে, যা হাইড্রোজেন এবং একই কার্বন ডাই অক্সাইডের দিকে নিয়ে যায় যা শুরুতে ছিল (এটি খাওয়া হয় না, যদি আপনি পুরো লুপ রূপান্তর দেখেন)।

পরীক্ষামূলক পর্যায়ে — হাইড্রোজেন সালফাইড থেকে হাইড্রোজেনের প্লাজমা-রাসায়নিক উত্পাদন, যা গ্যাস এবং তেল ক্ষেত্রের বিকাশে সর্বত্র ক্ষতিকারক পণ্য হিসাবে রয়ে গেছে। ঘূর্ণায়মান প্লাজমা কেন্দ্রাতিগ শক্তি দ্বারা বিক্রিয়া অঞ্চল থেকে সালফারের অণুগুলিকে সহজভাবে বের করে দেয় এবং হাইড্রোজেন সালফাইডে রূপান্তরের বিপরীত প্রতিক্রিয়া বাদ দেওয়া হয়। এই প্রযুক্তিটি ঐতিহ্যগত ধরণের জীবাশ্ম জ্বালানীর সাথে উত্পাদিত হাইড্রোজেনের দামকে সমান করে, উপরন্তু, সালফার সমান্তরালভাবে খনন করা হয়।

এবং জাপান ইতিমধ্যেই আজ হাইড্রোজেন শক্তির ব্যবহারিক উন্নয়ন গ্রহণ করেছে। Kawasaki Heavy Industries এবং Obayashi 2018 সালের মধ্যে কোবে শহরকে শক্তি দিতে হাইড্রোজেন শক্তি ব্যবহার শুরু করার পরিকল্পনা করেছে৷ তারা তাদের মধ্যে অগ্রগামী হয়ে উঠবে যারা প্রকৃতপক্ষে কোনও ক্ষতিকারক নির্গমন ছাড়াই বড় আকারের বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য হাইড্রোজেন ব্যবহার শুরু করবে৷

একটি 1 মেগাওয়াট হাইড্রোজেন পাওয়ার প্ল্যান্ট সরাসরি কোবেতে নির্মিত হবে, যেখানে এটি 10,000 স্থানীয় বাসিন্দাদের জন্য একটি আন্তর্জাতিক সম্মেলন কেন্দ্র এবং কাজের অফিসগুলিতে বিদ্যুৎ সরবরাহ করবে। এবং হাইড্রোজেন থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনের প্রক্রিয়ায় স্টেশনে যে তাপ উৎপন্ন হয় তা স্থানীয় বাড়ি এবং অফিস ভবনগুলির জন্য দক্ষ গরম হয়ে উঠবে।

কাওয়াসাকি হেভি ইন্ডাস্ট্রিজ দ্বারা উত্পাদিত গ্যাস টারবাইনগুলি অবশ্যই বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন দিয়ে সরবরাহ করা হবে না, তবে শুধুমাত্র 20% হাইড্রোজেন এবং 80% প্রাকৃতিক গ্যাস ধারণকারী জ্বালানী মিশ্রণের সাথে সরবরাহ করা হবে।প্ল্যান্টটি প্রতি বছর 20,000 হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল গাড়ির সমতুল্য গ্রাস করবে, তবে এই অভিজ্ঞতাটি জাপান এবং তার বাইরে বড় হাইড্রোজেন পাওয়ার বিকাশের সূচনা হবে।

হাইড্রোজেন রিজার্ভগুলি সরাসরি পাওয়ার প্ল্যান্টের অঞ্চলে সংরক্ষণ করা হবে এবং এমনকি ভূমিকম্প বা অন্যান্য প্রাকৃতিক দুর্যোগের ক্ষেত্রেও স্টেশনে জ্বালানী থাকবে, স্টেশনটি গুরুত্বপূর্ণ যোগাযোগ থেকে বিচ্ছিন্ন হবে না। 2020 সালের মধ্যে, কোবে বন্দরে প্রধান হাইড্রোজেন আমদানির জন্য অবকাঠামো থাকবে কারণ কাওয়াসাকি হেভি ইন্ডাস্ট্রিজ জাপানে হাইড্রোজেন পাওয়ার প্ল্যান্টের একটি বড় নেটওয়ার্ক গড়ে তোলার পরিকল্পনা করছে।