હાઇડ્રોજન ઊર્જા અને બળતણ કોષોનો પરિચય

બળતણ કોષોને વિભાજિત કરી શકાય છેપ્રોટોન વિનિમય પટલઇલેક્ટ્રોલાઇટ ગુણધર્મો અને વપરાયેલ બળતણ અનુસાર ઇંધણ કોષો (PEMFC) અને ડાયરેક્ટ મિથેનોલ ઇંધણ કોષો

(DMFC), ફોસ્ફોરિક એસિડ ફ્યુઅલ સેલ (PAFC), પીગળેલા કાર્બોનેટ ફ્યુઅલ સેલ (MCFC), સોલિડ ઓક્સાઇડ ફ્યુઅલ સેલ (SOFC), આલ્કલાઇન ફ્યુઅલ સેલ (AFC), વગેરે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટોન એક્સચેન્જ મેમ્બ્રેન ફ્યુઅલ સેલ (PEMFC) મુખ્યત્વેપ્રોટોન વિનિમય પટલટ્રાન્સફર પ્રોટોન માધ્યમ, આલ્કલાઇન ફ્યુઅલ સેલ્સ (AFC) પ્રોટોન ટ્રાન્સફર માધ્યમ તરીકે પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન જેવા આલ્કલાઇન પાણી આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો ઉપયોગ કરે છે, વગેરે. વધુમાં, કાર્યકારી તાપમાન અનુસાર, ઇંધણ કોષોને ઉચ્ચ તાપમાનના ઇંધણ કોષો અને નીચા તાપમાનના ઇંધણ કોષોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, પહેલામાં મુખ્યત્વે સોલિડ ઓક્સાઇડ ફ્યુઅલ સેલ્સ (SOFC) અને પીગળેલા કાર્બોનેટ ફ્યુઅલ સેલ્સ (MCFC)નો સમાવેશ થાય છે, બાદમાં પ્રોટોન એક્સચેન્જ મેમ્બ્રેન ફ્યુઅલ સેલ્સ (PEMFC), ડાયરેક્ટ મિથેનોલ ફ્યુઅલ સેલ્સ (DMFC), આલ્કલાઇન ફ્યુઅલ સેલ્સ (AFC), ફોસ્ફોરિક એસિડ ફ્યુઅલ સેલ્સ (PAFC), વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

પ્રોટોન વિનિમય પટલફ્યુઅલ સેલ (PEMFC) તેમના ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ તરીકે પાણી આધારિત એસિડિક પોલિમર મેમ્બ્રેનનો ઉપયોગ કરે છે. PEMFC સેલ તેમના નીચા ઓપરેટિંગ તાપમાન (100 ° સે થી નીચે) અને નોબલ મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ્સ (પ્લેટિનમ આધારિત ઇલેક્ટ્રોડ્સ) ના ઉપયોગને કારણે શુદ્ધ હાઇડ્રોજન ગેસ હેઠળ કાર્ય કરે છે. અન્ય ઇંધણ સેલની તુલનામાં, PEMFC માં નીચા ઓપરેટિંગ તાપમાન, ઝડપી સ્ટાર્ટ-અપ ગતિ, ઉચ્ચ પાવર ઘનતા, બિન-કાટકારક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને લાંબી સેવા જીવનના ફાયદા છે. આમ, તે હાલમાં ફ્યુઅલ સેલ વાહનો પર લાગુ થતી મુખ્ય પ્રવાહની તકનીક બની ગઈ છે, પરંતુ પોર્ટેબલ અને સ્થિર ઉપકરણો પર પણ આંશિક રીતે લાગુ પડે છે. E4 ટેક અનુસાર, PEMFC ફ્યુઅલ સેલ શિપમેન્ટ 2019 માં 44,100 યુનિટ સુધી પહોંચવાની અપેક્ષા છે, જે વૈશ્વિક હિસ્સાના 62% હિસ્સો ધરાવે છે; અંદાજિત સ્થાપિત ક્ષમતા 934.2MW સુધી પહોંચે છે, જે વૈશ્વિક હિસ્સાના 83% હિસ્સો ધરાવે છે.

ઇંધણ કોષો ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને એનોડ પરના ઇંધણ (હાઇડ્રોજન) અને કેથોડ પરના ઓક્સિડન્ટ (ઓક્સિજન) માંથી રાસાયણિક ઊર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે જેથી સમગ્ર વાહન ચલાવી શકાય. ખાસ કરીને, ઇંધણ કોષોના મુખ્ય ઘટકોમાં એન્જિન સિસ્ટમ, સહાયક પાવર સપ્લાય અને મોટરનો સમાવેશ થાય છે; તેમાંથી, એન્જિન સિસ્ટમમાં મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રિક રિએક્ટર, વાહન હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ સિસ્ટમ, કૂલિંગ સિસ્ટમ અને DCDC વોલ્ટેજ કન્વર્ટરથી બનેલું એન્જિન શામેલ છે. રિએક્ટર સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે. તે તે સ્થાન છે જ્યાં હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન પ્રતિક્રિયા આપે છે. તે એકસાથે સ્ટેક કરેલા બહુવિધ સિંગલ કોષોથી બનેલું છે, અને મુખ્ય સામગ્રીમાં બાયપોલર પ્લેટ, મેમ્બ્રેન ઇલેક્ટ્રોડ, એન્ડ પ્લેટ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.