জ্বালানি সেলফুয়েল সেল হলো এক ধরনের শক্তি রূপান্তরকারী যন্ত্র, যা জ্বালানির তড়িৎ-রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করতে পারে। একে ফুয়েল সেল বলা হয় কারণ এটি ব্যাটারির সাথে একত্রে একটি তড়িৎ-রাসায়নিক শক্তি উৎপাদনকারী যন্ত্র। যে ফুয়েল সেল জ্বালানি হিসেবে হাইড্রোজেন ব্যবহার করে, তাকে হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল বলা হয়। হাইড্রোজেন ফুয়েল সেলকে পানির তড়িৎ-বিশ্লেষণের মাধ্যমে হাইড্রোজেন ও অক্সিজেন তৈরির বিক্রিয়া হিসেবে বোঝা যেতে পারে। হাইড্রোজেন ফুয়েল সেলের বিক্রিয়া প্রক্রিয়াটি পরিষ্কার এবং কার্যকর। হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল প্রচলিত অটোমোবাইল ইঞ্জিনে ব্যবহৃত কার্নো চক্রের ৪২% তাপীয় দক্ষতার মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়, এবং এর দক্ষতা ৬০%-এরও বেশি হতে পারে।
রকেটের মতো নয়, হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল হাইড্রোজেন ও অক্সিজেনের তীব্র দহন বিক্রিয়ার মাধ্যমে গতিশক্তি উৎপন্ন করে এবং অনুঘটকীয় যন্ত্রের মাধ্যমে হাইড্রোজেনে থাকা গিবস মুক্ত শক্তি নির্গত করে। গিবস মুক্ত শক্তি হলো একটি তড়িৎ-রাসায়নিক শক্তি, যার সাথে এনট্রপি এবং অন্যান্য তত্ত্ব জড়িত। হাইড্রোজেন ফুয়েল সেলের কার্যপ্রণালী হলো, সেলের পজিটিভ ইলেকট্রোডে থাকা অনুঘটকের (প্ল্যাটিনাম) মাধ্যমে হাইড্রোজেন ভেঙে হাইড্রোজেন আয়ন (অর্থাৎ প্রোটন) এবং ইলেকট্রনে পরিণত হয়। হাইড্রোজেন আয়নগুলো প্রোটন বিনিময় ঝিল্লির মধ্য দিয়ে নেগেটিভ ইলেকট্রোডে চলে যায় এবং অক্সিজেন বিক্রিয়া করে পানি ও তাপ উৎপন্ন করে, এবং এর সাথে সংশ্লিষ্ট ইলেকট্রনগুলো বাহ্যিক বর্তনীর মাধ্যমে পজিটিভ ইলেকট্রোড থেকে নেগেটিভ ইলেকট্রোডে প্রবাহিত হয়ে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপন্ন করে।
এর মধ্যেজ্বালানি কোষ স্ট্যাকহাইড্রোজেন ও অক্সিজেনের বিক্রিয়া সংঘটিত হয় এবং এই প্রক্রিয়ায় আধান স্থানান্তরিত হয়ে তড়িৎপ্রবাহ সৃষ্টি করে। একই সময়ে, হাইড্রোজেন অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে পানি উৎপন্ন করে।
রাসায়নিক বিক্রিয়ার কেন্দ্র হিসেবে, ফুয়েল সেল স্ট্যাকের মূল প্রযুক্তিগত ভিত্তি হলো “প্রোটন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন”। এই ফিল্মের দুই পাশ অনুঘটক স্তরের কাছাকাছি থাকে, যা হাইড্রোজেনকে চার্জযুক্ত আয়নে বিভক্ত করে। যেহেতু হাইড্রোজেন অণু ছোট, তাই ইলেকট্রন বহনকারী হাইড্রোজেন ফিল্মের ক্ষুদ্র ছিদ্রের মধ্য দিয়ে বিপরীত দিকে যেতে পারে। তবে, ইলেকট্রন বহনকারী হাইড্রোজেন ফিল্মের ছিদ্রের মধ্য দিয়ে যাওয়ার প্রক্রিয়ায়, অণুগুলো থেকে ইলেকট্রন বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, ফলে শুধুমাত্র ধনাত্মক চার্জযুক্ত হাইড্রোজেন প্রোটনগুলোই ফিল্মের মধ্য দিয়ে অপর প্রান্তে পৌঁছায়।
হাইড্রোজেন প্রোটনফিল্মের অপর পাশের ইলেকট্রোডের দিকে আকৃষ্ট হয়ে হাইড্রোজেন অণুগুলো অক্সিজেন অণুর সাথে মিলিত হয়। ফিল্মের উভয় পাশের ইলেকট্রোড প্লেটগুলো হাইড্রোজেনকে ধনাত্মক হাইড্রোজেন আয়ন ও ইলেকট্রনে এবং অক্সিজেনকে অক্সিজেন পরমাণুতে বিভক্ত করে ইলেকট্রন গ্রহণ করে এবং সেগুলোকে অক্সিজেন আয়নে (ঋণাত্মক বিদ্যুৎ) পরিণত করে। ইলেকট্রনগুলো ইলেকট্রোড প্লেটগুলোর মধ্যে একটি তড়িৎ প্রবাহ তৈরি করে এবং দুটি হাইড্রোজেন আয়ন ও একটি অক্সিজেন আয়ন মিলিত হয়ে পানি গঠন করে, যা এই বিক্রিয়া প্রক্রিয়ার একমাত্র “বর্জ্য” হিসেবে থেকে যায়। মূলত, এই সম্পূর্ণ কার্যপ্রণালীটিই হলো বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রক্রিয়া। জারণ বিক্রিয়ার অগ্রগতির সাথে সাথে, গাড়ি চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় তড়িৎ প্রবাহ তৈরি করতে ইলেকট্রন ক্রমাগত স্থানান্তরিত হতে থাকে।
পোস্ট করার সময়: ১২-ফেব্রুয়ারি-২০২২