हाइड्रोजन ऊर्जा और ईंधन सेल का परिचय

ईंधन कोशिकाओं को निम्नलिखित भागों में विभाजित किया जा सकता है:प्रोटॉन विनिमय झिल्लीइलेक्ट्रोलाइट के गुणों और उपयोग किए गए ईंधन के आधार पर ईंधन सेल (पीईएमएफसी) और डायरेक्ट मेथनॉल ईंधन सेल।

(डीएमएफसी), फॉस्फोरिक एसिड फ्यूल सेल (पीएएफसी), मोल्टन कार्बोनेट फ्यूल सेल (एमसीएफसी), सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (एसओएफसी), अल्कलाइन फ्यूल सेल (एएफसी), आदि। उदाहरण के लिए, प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल (पीईएमएफसी) मुख्य रूप से निर्भर करते हैं।प्रोटॉन विनिमय झिल्लीप्रोटॉन स्थानांतरण माध्यम के रूप में क्षारीय ईंधन सेल (एएफसी) में पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड विलयन जैसे क्षारीय जल-आधारित इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त, कार्यशील तापमान के आधार पर, ईंधन सेल को उच्च तापमान ईंधन सेल और निम्न तापमान ईंधन सेल में विभाजित किया जा सकता है। उच्च तापमान ईंधन सेल में मुख्य रूप से सॉलिड ऑक्साइड ईंधन सेल (एसओएफसी) और मोल्टन कार्बोनेट ईंधन सेल (एमसीएफसी) शामिल हैं, जबकि निम्न तापमान ईंधन सेल में प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन ईंधन सेल (पीईएमएफसी), डायरेक्ट मेथनॉल ईंधन सेल (डीएमएफसी), क्षारीय ईंधन सेल (एएफसी), फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल (पीएएफसी) आदि शामिल हैं।

प्रोटॉन विनिमय झिल्लीईंधन सेल (PEMFC) अपने इलेक्ट्रोलाइट के रूप में जल-आधारित अम्लीय बहुलक झिल्लियों का उपयोग करते हैं। कम परिचालन तापमान (100 डिग्री सेल्सियस से नीचे) और उत्कृष्ट धातु इलेक्ट्रोड (प्लैटिनम-आधारित इलेक्ट्रोड) के उपयोग के कारण PEMFC सेल को शुद्ध हाइड्रोजन गैस पर संचालित होना चाहिए। अन्य ईंधन सेलों की तुलना में, PEMFC में कम परिचालन तापमान, तीव्र प्रारंभ गति, उच्च शक्ति घनत्व, गैर-संक्षारक इलेक्ट्रोलाइट और लंबी सेवा जीवन के लाभ हैं। इस प्रकार, यह वर्तमान में ईंधन सेल वाहनों में उपयोग की जाने वाली मुख्यधारा की तकनीक बन गई है, लेकिन पोर्टेबल और स्थिर उपकरणों में भी इसका आंशिक रूप से उपयोग किया जाता है। E4 Tech के अनुसार, 2019 में PEMFC ईंधन सेल की शिपमेंट 44,100 यूनिट तक पहुंचने की उम्मीद है, जो वैश्विक हिस्सेदारी का 62% है; अनुमानित स्थापित क्षमता 934.2 मेगावाट तक पहुंचती है, जो वैश्विक हिस्सेदारी का 83% है।

ईंधन सेल, एनोड पर ईंधन (हाइड्रोजन) और कैथोड पर ऑक्सीकारक (ऑक्सीजन) से रासायनिक ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित करने के लिए विद्युत रासायनिक अभिक्रियाओं का उपयोग करते हैं, जिससे पूरे वाहन को चलाया जा सके। विशेष रूप से, ईंधन सेल के मुख्य घटकों में इंजन प्रणाली, सहायक विद्युत आपूर्ति और मोटर शामिल हैं; इनमें से, इंजन प्रणाली में मुख्य रूप से विद्युत रिएक्टर से बना इंजन, वाहन हाइड्रोजन भंडारण प्रणाली, शीतलन प्रणाली और डीसी-डीसी वोल्टेज कनवर्टर शामिल हैं। रिएक्टर सबसे महत्वपूर्ण घटक है। यह वह स्थान है जहाँ हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अभिक्रिया करते हैं। यह एक साथ रखे गए कई एकल सेल से बना होता है, और मुख्य सामग्रियों में बाइपोलर प्लेट, मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड, एंड प्लेट आदि शामिल हैं।