হাইড্রোজেন ইলেক্ট্রোলাইজার: এটি কী, এটি কীভাবে কাজ করে এবং এর প্রকারগুলি
Un ইলেক্ট্রোলাইজার এটি একটি অপরিহার্য প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত একটি ডিভাইস যাকে বলা হয় তড়িৎ বিশ্লেষণ, যেখানে একটি ইলেক্ট্রোলাইটে একটি তরল বা দ্রবীভূত পদার্থ বৈদ্যুতিক শক্তি প্রয়োগ করে পচে যায়। এই প্রক্রিয়ার চাবিকাঠি হাইড্রোজেন উত্পাদন জল থেকে
ইলেক্ট্রোলাইজার গ্রহের যে শক্তি পরিবর্তনের চাহিদা রয়েছে তাতে একটি মৌলিক ভূমিকা পালন করে, কারণ এটি উৎপাদনের অনুমতি দেয় সবুজ হাইড্রোজেন যখন নবায়নযোগ্য শক্তি দ্বারা চালিত হয়। এর পরে, আমরা একটি ইলেক্ট্রোলাইজার কী, এটি কীভাবে কাজ করে, এর সুবিধা, বিভিন্ন প্রকার এবং আরও টেকসই ভবিষ্যত তৈরিতে এর ভূমিকা সম্পর্কে বিস্তারিত জানাব।
একটি ইলেক্ট্রোলাইজার কি?
ইলেক্ট্রোলাইজার হল এমন একটি যন্ত্র যা শক্তির উৎস ব্যবহার করে, যেমন নবায়নযোগ্য উত্স দ্বারা উত্পন্ন বিদ্যুৎ, প্রক্রিয়াটিকে ট্রিগার করতে তড়িৎ বিশ্লেষণ. এই প্রক্রিয়াটি জলের উপাদানগুলিকে ভেঙে ফেলার জন্য একটি ইলেক্ট্রোলাইটে বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রয়োগ করে: হাইড্রোজেন (এইচ2) y অক্সিজেন (ও2). এই ক্ষেত্রে, উত্পন্ন হাইড্রোজেন হল প্রধান পণ্য যা বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
ডিভাইস আছে দুটি ইলেক্ট্রোড: অ্যানোড এবং ক্যাথোড, একটি ইলেক্ট্রোলাইটে নিমজ্জিত যা অ্যাসিড, ক্ষার বা লবণ হতে পারে। ইলেক্ট্রোলাইসিসের মাধ্যমে, জলের আয়নগুলিকে বিচ্ছিন্ন করা হয়: ক্যাথোডে হাইড্রোজেন উৎপন্ন হয় এবং অ্যানোডে অক্সিজেন. উত্পন্ন হাইড্রোজেন সংরক্ষণ করা হয় এবং একটি পরিষ্কার জ্বালানী হিসাবে স্থাপন করা হয়, যখন অক্সিজেন মুক্তি বা শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে। রাসায়নিক শিল্প, পরিবহন এবং শক্তি উৎপাদনের মতো খাতগুলিকে ডিকার্বনাইজ করার জন্য হাইড্রোজেন উৎপাদন সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল উত্তরগুলির মধ্যে একটি।
ইলেক্ট্রোলাইজার ব্যবহারের সুবিধা
ইলেক্ট্রোলাইজার, বিশেষ করে যখন খাওয়ানো হয় পরিষ্কার শক্তি, একটি স্বল্প-কার্বন অর্থনীতিতে রূপান্তরের ক্ষেত্রে একটি মূল প্রযুক্তি হিসাবে তাদের অবস্থান করে এমন একটি সিরিজের সুবিধা অফার করে৷ কিছু প্রধান সুবিধা হল:
- উৎপাদন করার ক্ষমতা উচ্চ বিশুদ্ধতা হাইড্রোজেন, জ্বালানী সেল যানবাহন এবং শিল্প প্রক্রিয়া ব্যবহারের জন্য অপরিহার্য।
- বিতরণকৃত উৎপাদন: অন্যান্য জ্বালানির সাথে সাধারণ ব্যয়বহুল এবং বিপজ্জনক পরিবহন এবং স্টোরেজ প্রক্রিয়াগুলিকে এড়িয়ে গিয়ে হাইড্রোজেন তৈরি করা যেতে পারে।
- উচ্চ চাপে সিলিন্ডারে সংকুচিত গ্যাস সরবরাহ করার চেয়ে এই পদ্ধতিটি বেশি লাভজনক।
অধিকন্তু, হাইড্রোজেন উৎপাদনের প্রায় সীমাহীন সম্ভাবনা রয়েছে, যেমন নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সগুলির প্রাচুর্যের জন্য ধন্যবাদ সৌর এবং বায়ু. এই প্রযুক্তির খরচ কমে যাওয়ার সাথে সাথে সবুজ হাইড্রোজেন উৎপাদন ক্রমবর্ধমান প্রতিযোগিতামূলক হয়ে ওঠে।
ইলেক্ট্রোলাইজারের প্রকারভেদ
বিভিন্ন ধরণের ইলেক্ট্রোলাইজার রয়েছে যা মূলত তাদের ইলেক্ট্রোলাইটের প্রকার এবং তারা যেভাবে প্রতিক্রিয়া তৈরি করে তার মধ্যে পার্থক্য রয়েছে। সবচেয়ে প্রাসঙ্গিক হল:
ক্ষারীয় ইলেক্ট্রোলাইজার
এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত এবং উন্নত প্রযুক্তি। এটি একটি তরল ইলেক্ট্রোলাইট উপর ভিত্তি করে, যেমন পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইড (KOH) বা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড (NaOH). এর অপারেশনটি বেশ দক্ষ এবং অন্যান্য প্রযুক্তির তুলনায় তুলনামূলকভাবে কম খরচে প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোজেন তৈরি করতে পারে।
তারা 25 থেকে 100ºC তাপমাত্রায় কাজ করে এবং প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 200 থেকে 600 মাইক্রোঅ্যাম্পিয়ার মাঝারি বর্তমান ঘনত্বে হাইড্রোজেন তৈরি করে। তারা 30 বার পর্যন্ত চাপে পৌঁছাতে পারে।
এই electrolyzers সীমাবদ্ধতা এক তাদের নন-কম্প্যাক্ট ডিজাইন, যা পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সগুলির সাথে এর একীকরণকে কঠিন করে তুলতে পারে। তদুপরি, শক্তি পরিবর্তনের প্রতি এর প্রতিক্রিয়াশীলতা কম, যা গতিশীল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এর ব্যবহার সীমিত করে।
পলিমেরিক মেমব্রেন ইলেক্ট্রোলাইজার (PEM)
ইলেক্ট্রোলাইজারের উপর ভিত্তি করে প্রোটন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন (PEM) তারা আরো সাম্প্রতিক এবং দক্ষ. তারা একটি কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট (ঝিল্লি) ব্যবহার করে যা বৃহত্তর নমনীয়তা এবং আরও কমপ্যাক্ট ডিজাইনের জন্য অনুমতি দেয়। উপরন্তু, তারা শক্তির চাহিদার পরিবর্তনের জন্য অনেক ভালো সাড়া দেয়, যা তাদের পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সগুলির সাথে ব্যবহারের জন্য একটি খুব আকর্ষণীয় বিকল্প করে তোলে।
এই ধরনের ইলেক্ট্রোলাইজার উত্পাদন করে উচ্চ বিশুদ্ধতা হাইড্রোজেন কিন্তু এর প্রধান অসুবিধা হল ব্যবহার মহৎ ধাতু অনুঘটক হিসাবে, যা যথেষ্ট পরিমাণে খরচ বাড়ায়। এই সত্ত্বেও, তারা বায়ু বা সৌর হিসাবে বিরতিমূলক উত্সগুলির সাথে কাজ করার জন্য আদর্শ।
সলিড অক্সাইড ইলেক্ট্রোলাইজার (SOEC)
SOECs, বা কঠিন অক্সাইড ইলেক্ট্রোলাইজার, 500 থেকে 850 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে থাকা খুব উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করে। এটি তাদের অন্যান্য প্রযুক্তির তুলনায় অত্যন্ত দক্ষ (95% পর্যন্ত) হতে দেয়।
এই ধরনের ইলেক্ট্রোলাইজারে, অক্সিজেন গ্যাস হিসাবে উত্পন্ন হয় না, বরং উচ্চ তাপমাত্রার কারণে কঠিন হিসাবে থেকে যায়। যদিও এই প্রযুক্তির দুর্দান্ত সম্ভাবনা রয়েছে, এটি এখনও বিকাশের মধ্যে রয়েছে এবং উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধী উপকরণগুলির প্রয়োজনীয়তার সাথে এর উচ্চ উত্পাদন ব্যয় একটি চ্যালেঞ্জের প্রতিনিধিত্ব করে।
অ্যানিয়ন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন ইলেক্ট্রোলাইজার (AEM)
AEM ইলেক্ট্রোলাইজার আরেকটি প্রতিশ্রুতিশীল, যদিও বর্তমানে কম উন্নত, প্রযুক্তি। মহৎ ধাতু প্রয়োজন হয় না অনুঘটক হিসেবে, যা দীর্ঘমেয়াদে খরচ কমাতে পারে।
যাইহোক, এর কার্যকারিতা কম (প্রায় 50%) এবং এটি শুধুমাত্র 30 বার পর্যন্ত চাপে কাজ করতে পারে। এই প্রযুক্তিগত বাধা অতিক্রম করা হলে, AEMs অদূর ভবিষ্যতে একটি প্রতিযোগিতামূলক সমাধান হতে পারে।
ইলেক্ট্রোলাইজার দ্বারা উত্পাদিত হাইড্রোজেনের অ্যাপ্লিকেশন
ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা উত্পাদিত হাইড্রোজেন অর্থনীতির মূল সেক্টরগুলিতে প্রয়োগ করে, যেহেতু এটি এর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে:
- উৎপাদন করা হাইড্রোজেন ত্ত নাইট্রোজেন গ্যাসের মিলনে গ্যাসীয় রাসায়নিক শিল্পে।
- ভোজন জ্বালানী কোষ বৈদ্যুতিক যানবাহনে, CO2 নির্গমন হ্রাস করে।
- শক্তি সঞ্চয় করুন নবায়নযোগ্য উৎসের উদ্বৃত্ত।
বৈদ্যুতিক শক্তি এবং পরিবহন উৎপাদনে জীবাশ্ম জ্বালানির ব্যবহারকে ধীরে ধীরে প্রতিস্থাপন করার জন্য হাইড্রোজেন একটি চমৎকার বিকল্প। এটি সহজেই সংকুচিত এবং সংরক্ষণ করা যেতে পারে, এবং তারপর প্রয়োজন হলে ছেড়ে দেওয়া যেতে পারে, এটি বৈদ্যুতিক গ্রিডে চাহিদা এবং সরবরাহের ভারসাম্য বজায় রাখার একটি কার্যকর উপায় করে তোলে।
যত বেশি দেশ প্রতি নীতি গ্রহণ করে পরিষ্কার অর্থনীতি, ডিকার্বনাইজেশন লক্ষ্য অর্জনের জন্য ইলেক্ট্রোলাইজারগুলির ইনস্টলেশন একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার হবে।
ইলেক্ট্রোলাইজারের ভবিষ্যত আশাব্যঞ্জক দেখাচ্ছে। প্রযুক্তির অগ্রগতি এবং ব্যয় হ্রাসের সাথে সাথে এর ব্যবহার আরও ঘন ঘন হয়ে উঠবে, যা শক্তি শিল্পকে একটি অর্থনীতির দিকে ঠেলে দেবে সবুজ হাইড্রোজেন.