హైడ్రోజన్ ఇంధనం ఎలా తయారు చేయబడింది - 8 ఉత్పత్తి దశలు

హైడ్రోజన్ ఇంధనం ఎలా తయారవుతుందో ఆలోచిస్తే, హైడ్రోజన్‌ను ఇంధనంగా ఎందుకు ఉపయోగిస్తారని అడిగేలా చేస్తారు. బాగా, హైడ్రోజన్‌ను ఇంధన కణంలో ఇంధనంగా ఉపయోగించినప్పుడు, అది నీటిని మాత్రమే ఉత్పత్తి చేసే స్వచ్ఛమైన ఇంధనం.

అనేక వనరులు, సహా సహజ వాయువు, అణు విద్యుత్, బయోమాస్మరియు పునరుత్పాదక శక్తి వనరులు వంటి సౌర మరియు గాలి, హైడ్రోజన్ తయారీకి ఉపయోగించవచ్చు.

దీని ప్రయోజనాలు శక్తి మరియు రవాణా ఉత్పత్తికి సంబంధించిన అనువర్తనాలకు కావాల్సిన ఇంధన ఎంపికగా చేస్తాయి. ఇది పోర్టబుల్ పవర్, గృహాలు, ఆటోమొబైల్స్ మరియు మరిన్నింటితో సహా అనేక ఉపయోగాలు కలిగి ఉంది.

హైడ్రోజన్ ఇంధన కణాలను శుభ్రమైన మరియు సమర్థవంతమైన ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగించడం సంప్రదాయ దహన యంత్రాలు గణనీయంగా పెరిగింది. విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే ఈ ఇంధన కణాలలో హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ మధ్య రసాయన పరస్పర చర్య యొక్క ఏకైక ఫలితం నీరు.

హైడ్రోజన్ ఇంధన కణాల సామర్థ్యాన్ని పూర్తిగా ఉపయోగించుకోవడానికి ఒక అధునాతన ఉత్పత్తి విధానం అవసరం.

హైడ్రోజన్ ఇంధనం ఎలా తయారు చేయబడింది - 4 ప్రధాన ఉత్పత్తి పద్ధతులు

అక్కడ వివిధ ఉంటాయి హైడ్రోజన్ ఇంధనాన్ని తయారు చేసే మార్గాలు. ఈ రోజుల్లో, విద్యుద్విశ్లేషణ మరియు సహజవాయువు సంస్కరణలు-ఉష్ణ ప్రక్రియ-అత్యంత తరచుగా ఉపయోగించే పద్ధతులు. జీవ మరియు సౌరశక్తితో నడిచే ప్రక్రియలు మరో రెండు విధానాలు.

• థర్మల్ ప్రక్రియలు
• విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియలు
• సౌర ఆధారిత ప్రక్రియలు
• జీవ ప్రక్రియలు

1. థర్మల్ ప్రక్రియలు

హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి అత్యంత సాధారణ ఉష్ణ పద్ధతి ఆవిరి సంస్కరణ, ఇది ఆవిరి మరియు హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేసే హైడ్రోకార్బన్ ఇంధనం మధ్య అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య.

డీజిల్, సహజ వాయువు, గ్యాసిఫైడ్ బొగ్గు, గ్యాసిఫైడ్ బయోమాస్ మరియు పునరుత్పాదక ద్రవ ఇంధనాల వంటి వివిధ హైడ్రోకార్బన్ ఇంధనాల సంస్కరణల ద్వారా హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఈ రోజుల్లో, ఆవిరి-సంస్కరణ సహజ వాయువు మొత్తం హైడ్రోజన్‌లో దాదాపు 95% ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

2. విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియలు

విద్యుద్విశ్లేషణ పద్ధతిని ఉపయోగించి నీటి నుండి హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌ను తీయవచ్చు. ఎలక్ట్రోలైజర్ అనేది విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియలను నిర్వహించే పరికరం. ఇది హైడ్రోజన్ అణువు యొక్క శక్తిని ఉపయోగించకుండా నీటి అణువుల నుండి హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ఇంధన కణం వలె ఉంటుంది.

3. సౌర ఆధారిత ప్రక్రియలు

సౌరశక్తితో పనిచేసే వ్యవస్థలలో, కాంతి హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ఏజెంట్‌గా పనిచేస్తుంది. కొన్ని సౌర ఆధారిత ప్రక్రియలు థర్మోకెమికల్, ఫోటోఎలెక్ట్రోకెమికల్ మరియు ఫోటోబయోలాజికల్. హైడ్రోజన్ ఫోటోబయోలాజికల్ ప్రక్రియల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, ఇది బ్యాక్టీరియా మరియు ఆకుపచ్చ ఆల్గే యొక్క సహజ కిరణజన్య చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

నిర్దిష్ట సెమీకండక్టర్లను ఉపయోగించి, ఫోటోఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యలు నీటిని హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌గా విభజిస్తాయి. సాంద్రీకృత సౌర శక్తిని సోలార్ థర్మోకెమికల్ హైడ్రోజన్ సంశ్లేషణలో నీరు-విభజన ప్రతిచర్యలకు ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు, తరచుగా మెటల్ ఆక్సైడ్‌ల వంటి అదనపు జాతులతో కలిసి ఉంటుంది.

4. జీవ ప్రక్రియలు

బ్యాక్టీరియా మరియు మైక్రోఅల్గే వంటి సూక్ష్మజీవులు జీవ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించబడతాయి మరియు ఈ జీవులు జీవసంబంధ ప్రతిచర్యల ద్వారా హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలవు.

బయోమాస్ లేదా మురుగునీరు వంటి సేంద్రియ పదార్థాలను విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా, సూక్ష్మజీవుల బయోమాస్ మార్పిడి అని పిలువబడే ప్రక్రియలో బ్యాక్టీరియా హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఫోటోబయోలాజికల్ ప్రక్రియలు సూక్ష్మజీవులకు శక్తి వనరుగా సూర్యరశ్మిని ఉపయోగిస్తాయి.

హైడ్రోజన్ ఇంధనం ఎలా తయారు చేయబడింది - 8 ఉత్పత్తి దశలు

వివిధ ఉత్పత్తి పద్ధతులను చర్చించిన తర్వాత, ముడి పదార్థాలను గుర్తించడం నుండి స్వచ్ఛమైన శక్తి వనరును ఉత్పత్తి చేయడం వరకు హైడ్రోజన్ ఇంధన కణాన్ని ఉత్పత్తి చేయడంలో నిర్దిష్ట విధానాలను పరిశీలిద్దాం. మేము విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియను రూపొందించే విధానాలను పరిశీలిస్తాము.

• రా మెటీరియల్ సోర్సింగ్
• ఉత్ప్రేరకం తయారీ
• మెంబ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీ (MEA) ఫ్యాబ్రికేషన్
• బైపోలార్ ప్లేట్ తయారీ
• ఫ్యూయల్ సెల్ స్టాక్ అసెంబ్లీ
• మొక్కల భాగాల సంతులనం
• నాణ్యత నియంత్రణ మరియు పరీక్ష
• విస్తరణ మరియు ఇంటిగ్రేషన్

1. రా మెటీరియల్ సోర్సింగ్

హైడ్రోజన్ ఇంధన కణాల నిర్మాణానికి అవసరమైన ముడి పదార్థాల సేకరణ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో మొదటి దశ. అవసరమైన భాగాలలో బైపోలార్ ప్లేట్‌ల కోసం కార్బన్-ఆధారిత పదార్థాలు, ఎలక్ట్రోలైట్ మెమ్బ్రేన్ కోసం పాలిమర్‌లు మరియు ఎలక్ట్రోడ్ ప్రతిచర్యల కోసం ప్లాటినం లేదా ఇతర ఉత్ప్రేరకాలు ఉన్నాయి.

సాధారణంగా చాలా మంది విక్రేతల నుండి పొందిన, ఈ పదార్థాలు ఫ్యూయల్ సెల్ తయారీకి వాటి సముచితతను హామీ ఇవ్వడానికి కఠినమైన నాణ్యత హామీ విధానాలను అనుసరిస్తాయి.

2. ఉత్ప్రేరకం తయారీ

తరచుగా ప్లాటినంతో తయారు చేయబడిన ఉత్ప్రేరకం, ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యలను నిర్వహించే ఇంధన ఘటం యొక్క సామర్థ్యానికి చాలా అవసరం.

అత్యంత చురుకైన మరియు స్థిరమైన ఉత్ప్రేరకం పొరను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఉత్ప్రేరకం పదార్థం రసాయన నిక్షేపణ మరియు భౌతిక ఆవిరి నిక్షేపణతో సహా వివిధ పద్ధతులను ఉపయోగించి చికిత్స చేయబడుతుంది మరియు తయారు చేయబడుతుంది.

స్ప్రే కోటింగ్ లేదా స్క్రీన్ ప్రింటింగ్ వంటి పద్ధతులను ఉపయోగించి ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలాలు ఈ పొరతో కప్పబడి ఉంటాయి.

3. మెంబ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీ (MEA) ఫ్యాబ్రికేషన్

ఉత్ప్రేరకం-పూతతో కూడిన ఎలక్ట్రోడ్‌లు మరియు పాలిమర్ ఎలక్ట్రోలైట్ మెమ్బ్రేన్ మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీని తయారు చేస్తాయి, ఇది ఇంధన కణంలో ముఖ్యమైన భాగం. పాలిమర్ ఎలక్ట్రోలైట్ మెమ్బ్రేన్ ఫ్యూయల్ సెల్ స్టాక్ ఆర్కిటెక్చర్‌కు సరిపోయేలా సూక్ష్మంగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది మరియు చెక్కబడింది.

ఇది సాధారణంగా పెర్ఫ్లోరోసల్ఫోనిక్ యాసిడ్ పాలిమర్‌తో కూడి ఉంటుంది. MEA తదనంతరం పొర యొక్క ప్రతి వైపు ఉత్ప్రేరకంతో పూసిన ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఏకీకృతం చేయడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది.

4. బైపోలార్ ప్లేట్ తయారీ

ఇంధన కణాల స్టాక్‌లో, బైపోలార్ ప్లేట్లు రియాక్టెంట్ వాయువులను చెదరగొట్టడానికి మరియు ఇంధన కణాల మధ్య విద్యుత్తును బదిలీ చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తాయి. సాధారణంగా, ఈ పలకలను తయారు చేయడానికి తుప్పు నిరోధకత మరియు తేలికైన కార్బన్ ఆధారిత పదార్థాలను ఉపయోగిస్తారు.

అవసరమైన ఆకారం మరియు నిర్మాణాన్ని సాధించడానికి, ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో అచ్చు, మ్యాచింగ్ లేదా నొక్కడం ప్రక్రియలు ఉపయోగించబడతాయి. ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువుల ప్రభావవంతమైన మార్గం సులభతరం చేయడానికి బైపోలార్ ప్లేట్లలో ఛానెల్‌లు మరియు ప్రవాహ క్షేత్రాలు కూడా చేర్చబడ్డాయి.

5. ఫ్యూయల్ సెల్ స్టాక్ అసెంబ్లీ

హైడ్రోజన్ ఇంధన కణ వ్యవస్థ యొక్క ముఖ్యమైన భాగం ఇంధన సెల్ స్టాక్, ఇది సమాంతర మరియు శ్రేణి ఏర్పాట్లలో అనేక ఇంధన కణాలతో రూపొందించబడింది. అసెంబ్లీ ఖచ్చితంగా పేర్చబడిన బైపోలార్ ప్లేట్లు, గ్యాస్ డిఫ్యూజన్ లేయర్‌లు మరియు MEAలతో రూపొందించబడింది.

అంటుకునే పదార్థాలు మరియు రబ్బరు పట్టీలు వంటి సీలింగ్ పదార్థాలను ఉపయోగించడం ద్వారా గ్యాస్ లీక్‌లు నిరోధించబడతాయి మరియు మంచి సీలింగ్ నిర్ధారిస్తుంది. శీతలకరణి మరియు వాయువు యొక్క ఆదర్శ ప్రవాహాన్ని సంరక్షించేటప్పుడు అత్యధిక శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి స్టాక్ అసెంబ్లీ తయారు చేయబడింది.

6. మొక్కల భాగాల సంతులనం

పూర్తి ఇంధన సెల్ సిస్టమ్‌కు ఇంధన సెల్ స్టాక్‌తో పాటు అనేక బ్యాలెన్స్ ఆఫ్ ప్లాంట్ (BOP) భాగాలు అవసరం. వీటిలో హ్యూమిడిఫైయర్లు, శీతలీకరణ వ్యవస్థలు, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ సరఫరా వ్యవస్థలు మరియు విద్యుత్ ఉత్పత్తిని నిర్వహించడానికి మరియు నియంత్రించడానికి పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ ఉంటాయి.

తగిన ఇంధనం మరియు శీతలకరణి ప్రవాహం, థర్మల్ నిర్వహణ మరియు విద్యుత్ కనెక్టివిటీని నిర్ధారించడానికి, BOP భాగాలు మొత్తం సిస్టమ్ డిజైన్‌లో విలీనం చేయబడ్డాయి.

7. నాణ్యత నియంత్రణ మరియు పరీక్ష

ప్రతి ఇంధన సెల్ యొక్క విశ్వసనీయత మరియు సామర్థ్యానికి హామీ ఇవ్వడానికి తయారీ ప్రక్రియలో కఠినమైన నాణ్యత నియంత్రణ విధానాలు ఉపయోగించబడతాయి. అనేక దశలలో, దృశ్య తనిఖీ, విద్యుత్ పరీక్ష మరియు పనితీరు సమీక్షలు వంటి నాణ్యత తనిఖీలు నిర్వహించబడతాయి.

విద్యుత్ ఉత్పత్తి, మన్నిక, సామర్థ్యం మరియు భద్రతను నిర్ధారించడానికి తుది ఇంధన సెల్ అసెంబ్లీలపై పూర్తి పరీక్ష జరుగుతుంది. అవసరమైన నాణ్యతా ప్రమాణాలను సంతృప్తి పరచడానికి, ఏవైనా తప్పు కణాలు లేదా భాగాలు కనుగొనబడి భర్తీ చేయబడతాయి.

8. విస్తరణ మరియు ఇంటిగ్రేషన్

ఇంధన ఘటాలు వాటి విజయవంతమైన ఉత్పత్తి మరియు పరీక్ష తర్వాత అనేక రకాల అప్లికేషన్‌లలో విస్తరణ మరియు ఏకీకరణ కోసం సిద్ధం చేయబడ్డాయి. పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్స్, స్టేషనరీ పవర్ జనరేషన్ పరికరాలు మరియు ఆటోమొబైల్స్ అన్నీ ఈ వర్గంలోకి వస్తాయి.

ఉపయోగకరమైన మరియు ప్రభావవంతమైన హైడ్రోజన్-శక్తితో పనిచేసే పరికరాన్ని నిర్మించడానికి, ఏకీకరణ విధానంలో హైడ్రోజన్ నిల్వ ట్యాంకులు, ఎయిర్ ఇన్‌టేక్ సిస్టమ్‌లు మరియు పవర్ మేనేజ్‌మెంట్ యూనిట్లు వంటి అవసరమైన సహాయక వ్యవస్థలకు ఇంధన సెల్ సిస్టమ్‌ను కనెక్ట్ చేయడం అవసరం.

ముగింపు

హైడ్రోజన్ ఇంధన కణాల తయారీ అనేది ముడి పదార్థాల సేకరణతో ప్రారంభమయ్యే బహుళ-దశల ప్రక్రియ మరియు ఇంధన కణ వ్యవస్థల ఏకీకరణతో ముగుస్తుంది.

ఈ సంక్లిష్ట ప్రక్రియ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, రవాణా మరియు ఇతర పరిశ్రమలను పూర్తిగా మార్చగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్న స్వచ్ఛమైన, ఆధారపడదగిన మరియు సమర్థవంతమైన శక్తి వనరుల ఉత్పత్తికి హామీ ఇస్తుంది.

నిరంతర పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి కారణంగా హైడ్రోజన్ ఇంధన కణాల ఉత్పత్తి ప్రక్రియ ఎల్లప్పుడూ అభివృద్ధి చెందుతుంది, ఇది స్థిరమైన శక్తి పరిష్కారాల అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుంది.

సిఫార్సులు

• జలవిద్యుత్ గురించి మీకు ఎప్పటికీ తెలియని 20 వాస్తవాలు
  .
• హైడ్రోజన్-ఆధారిత వాహనాలు: లాభాలు మరియు నష్టాలు తెలుసుకోండి
  .
• జలవిద్యుత్ శక్తి ఎలా పని చేస్తుంది
  .
• పర్యావరణం యొక్క హైడ్రోలాజికల్ సైకిల్
  .
• మీథేన్ గ్లోబల్ వార్మింగ్‌ను ఎలా ప్రభావితం చేస్తుంది?