दा नांग के छात्रों के एक समूह ने हाइड्रोजन चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया को पूरा करने के लिए धातु हाइड्राइड सामग्री और हीटिंग तकनीकों का उपयोग किया, जिससे एक ऐसा उपकरण बना जो 20 ग्राम से अधिक गैसीय हाइड्रोजन को संग्रहीत कर सकता है।
यह अनुसंधान अक्टूबर 2023 से डानांग विश्वविद्यालय के तकनीकी शिक्षा विश्वविद्यालय के मैकेनिकल इंजीनियरिंग संकाय के ऑटोमोटिव मैकेनिक्स विभाग के वो डू दीन्ह, ले एनह वान, लाम दाओ नॉन, गुयेन हंग टैम और माई डुक हंग द्वारा किया गया था। उत्पाद का उद्देश्य ठोस हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी है, जिसका उपयोग ऊर्जा प्रबंधन प्रणालियों और हरित परिवहन में किया जाता है।
इस उत्पाद को दो मुख्य भागों में डिज़ाइन किया गया है: सहायक घटकों वाला एक हाइड्रोजन टैंक और एक बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली। टैंक का संचालन सिद्धांत टैंक में मौजूद मैग्नीशियम धातु और हाइड्रोजन के बीच अभिक्रिया पर आधारित है जिससे मैग्नीशियम हाइड्राइड (MgH₂) यौगिक बनता है। 250-350°C पर गर्म करने पर, 1 बार से अधिक दाब की स्थिति में हाइड्रोजन आवेशित होता है। इसके विपरीत, 1 बार से कम दाब पर हाइड्रोजन मुक्त होता है।
माइक्रोकंट्रोलर और सेंसर युक्त एक स्मार्ट सिस्टम के साथ, जो तापमान और दबाव की निगरानी और नियंत्रण करता है। यह सुनिश्चित करता है कि हाइड्रोजन भंडारण यौगिक के चरण परिवर्तन के दौरान सिस्टम कुशलतापूर्वक और सुरक्षित रूप से संचालित हो।
टीम लीडर वो डू दिन्ह के अनुसार, वर्तमान में हाइड्रोजन भंडारण की तीन तकनीकें उपलब्ध हैं: संपीड़ित गैस, द्रवीकृत गैस और ठोस। संपीड़ित गैस के रूप में, हाइड्रोजन को 350 से 700 बार (5,000-10,000 psi) के उच्च-दाब वाले टैंकों में संग्रहित किया जाता है। द्रव अवस्था में, हाइड्रोजन को -253°C तक ठंडा करके द्रव अवस्था में परिवर्तित किया जाता है, फिर इंसुलेटेड टैंकों में संग्रहित किया जाता है। ठोस अवस्था में, हाइड्रोजन को धातु हाइड्राइड यौगिकों या अन्य अवशोषक पदार्थों, जैसे धातु-कार्बनिक ढाँचे (MOF), कार्बन नैनोट्यूब आदि में संग्रहित किया जाता है।
दिन्ह के अनुसार, प्रत्येक भंडारण विधि के अपने फायदे और नुकसान हैं। इसलिए, तकनीक का चुनाव उपयोग के उद्देश्य पर निर्भर करता है, जैसे परिवहन, स्थिर भंडारण या मोबाइल अनुप्रयोग... जिसमें लागत, प्रदर्शन और सुरक्षा कारकों को ध्यान में रखा जाता है।
मूल्यांकन दल ने कहा कि हाइड्रोजन भंडारण की चुनौतियों के लिए सुरक्षा और दक्षता सुनिश्चित करने हेतु जटिल, उच्च-लागत वाली तकनीकों की आवश्यकता है। सहायक बुनियादी ढाँचे का अभाव और कम आर्थिक दक्षता, स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन के व्यापक उपयोग में प्रमुख बाधाएँ हैं।
टीम के शोध में, सदस्य हाइड्रोजन को ठोस रूप में संग्रहीत करने के लिए एक उपकरण बनाना चाहते थे क्योंकि यह तकनीक सुरक्षित है और इसके विस्फोट होने की संभावना कम है। यह तकनीक भंडारण को आसान बनाती है क्योंकि इसमें गैस या तरलीकृत गैस भंडारण की तरह अत्यधिक उच्च दबाव या अत्यधिक निम्न तापमान की आवश्यकता नहीं होती है।
सैद्धांतिक रूप से, समूह का उत्पाद पदार्थों का भंडारण कर सकता है, और अभिक्रिया के बाद, यह अधिकतम 20.74 ग्राम गैसीय हाइड्रोजन उत्पन्न करेगा। दिन्ह के अनुसार, सीमित अनुसंधान सुविधाओं और विशेष उपकरणों की कमी के कारण यह एक अनुमानित संख्या है, इसलिए वास्तविक द्रव्यमान अभी तक निर्धारित नहीं किया गया है।
यह समूह वियतनामी मानकों और दबाव वाहिकाओं के नियमों के अनुसार विशेष टैंक डिज़ाइन करता है। जब उपकरण के संचालन के दौरान अप्रत्याशित समस्याएँ आती हैं, तो अप्रत्यक्ष तापन प्रणाली सभी ताप स्रोतों को बंद कर देती है और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए सामान्य स्थिति में लौट आती है।
डा नांग विश्वविद्यालय के तकनीकी शिक्षा विश्वविद्यालय के मैकेनिकल इंजीनियरिंग संकाय के व्याख्याता डॉ. बुई वान हंग ने आकलन किया कि समूह का शोध अभी उपयुक्त भंडारण सामग्री खोजने के चरण में है जो हाइड्रोजन को अवशोषित और मुक्त कर सके। समूह ने इस ईंधन के भंडारण की क्षमता और परिस्थितियों का एक सिमुलेशन मॉडल भी बनाया है।
उन्होंने आकलन किया कि समूह के उत्पाद में हाइड्रोजन की मात्रा, जो लगभग 20 ग्राम है, लगभग 0.66 kWh के बराबर है, काफी कम है। यह ऊर्जा स्तर छोटे उपकरणों या प्रयोगों के लिए तो उपयुक्त है, लेकिन कारों या औद्योगिक उपकरणों जैसे वाहनों को लंबे समय तक चलाने के लिए पर्याप्त नहीं है।
हाइड्रोजन की मात्रा बढ़ाने के लिए, डॉ. हंग ने सुझाव दिया कि टीम को ऐसे मिश्रधातु या पदार्थ खोजने चाहिए जो पदार्थ के द्रव्यमान को बहुत ज़्यादा बढ़ाए बिना ज़्यादा हाइड्रोजन सोख सकें। हालाँकि, उच्च हाइड्रोजन भंडारण घनत्व वाले कुछ पदार्थों को ऐसी परिस्थितियों और वातावरण की आवश्यकता होती है जो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के बीच चरण संक्रमण को और कठिन बना देते हैं। उन्होंने कहा कि इस शोध के आधार पर, टीम को निकट भविष्य में उन पदार्थों पर और परीक्षण करने की ज़रूरत है जिनमें चरण संक्रमण मुश्किल है।
बौद्धिक संपदा और नवाचार के अनुसार
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