હાઇડ્રોજન ઊર્જા અને બળતણ કોષોનો પરિચય

બળતણ કોષોને વિભાજિત કરી શકાય છેપ્રોટોન વિનિમય પટલઇંધણ કોષો (PEMFC) અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ગુણધર્મો અને વપરાયેલ બળતણ અનુસાર સીધા 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) મુખ્યત્વે આધાર રાખે છે. પરપ્રોટોન વિનિમય પટલટ્રાન્સફર પ્રોટોન માધ્યમ, આલ્કલાઇન ઇંધણ કોષો (એએફસી) આલ્કલાઇન પાણી આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો ઉપયોગ કરે છે જેમ કે પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન પ્રોટોન ટ્રાન્સફર માધ્યમ તરીકે, વગેરે. વધુમાં, કાર્યકારી તાપમાન અનુસાર, બળતણ કોષોને ઉચ્ચ તાપમાનના બળતણ કોષોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે અને નીચા તાપમાને ઇંધણ કોષો, અગાઉનામાં મુખ્યત્વે સોલિડ ઓક્સાઇડ ફ્યુઅલ સેલ (SOFC) અને પીગળેલા કાર્બોનેટ ફ્યુઅલ સેલ (MCFC)નો સમાવેશ થાય છે, બાદમાં પ્રોટોન એક્સચેન્જનો સમાવેશ થાય છે. મેમ્બ્રેન ફ્યુઅલ સેલ્સ (PEMFC), ડાયરેક્ટ મિથેનોલ ફ્યુઅલ સેલ્સ (DMFC), આલ્કલાઇન ફ્યુઅલ સેલ્સ (AFC), ફોસ્ફોરિક એસિડ ફ્યુઅલ સેલ્સ (PAFC), વગેરે.

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

ઇંધણ કોષો ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરે છે જે એનોડ પર ઇંધણ (હાઇડ્રોજન)માંથી રાસાયણિક ઉર્જાને અને કેથોડ પર ઓક્સિડન્ટ (ઓક્સિજન)ને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે સમગ્ર વાહનને ચલાવવા માટે કરે છે. ખાસ કરીને, ઇંધણ કોષોના મુખ્ય ઘટકોમાં એન્જિન સિસ્ટમ, સહાયક વીજ પુરવઠો અને મોટરનો સમાવેશ થાય છે; તેમાંથી, એન્જિન સિસ્ટમમાં મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રિક રિએક્ટર, વાહન હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ સિસ્ટમ, કૂલિંગ સિસ્ટમ અને DCDC વોલ્ટેજ કન્વર્ટરથી બનેલા એન્જિનનો સમાવેશ થાય છે. રિએક્ટર એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે. તે તે સ્થાન છે જ્યાં હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન પ્રતિક્રિયા આપે છે. તે એકસાથે સ્ટેક કરેલા બહુવિધ એકલ કોષોથી બનેલું છે, અને મુખ્ય સામગ્રીમાં બાયપોલર પ્લેટ, મેમ્બ્રેન ઇલેક્ટ્રોડ, એન્ડ પ્લેટ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.