জীবাশ্ম জ্বালানী জ্বলনের বিকল্প হিসাবে, হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি প্রচুর প্রতিশ্রুতি রাখে। তবে এগুলি পরিচালনা করা কুখ্যাত এবং ব্যয়বহুলও, যা মূলত ব্যাখ্যা করে যে আমরা কেন এগুলি সর্বত্র দেখি না (বা কোথাও, এই বিষয়টির জন্য, কয়েকটি উদ্যোগ ব্যতীত যা “অন্বেষণ“তাদের দক্ষতা)। তবে এটি শীঘ্রই পরিবর্তিত হতে পারে।
একটি প্রকৃতি উপকরণ ৮ ই আগস্ট প্রকাশিত কাগজ, গবেষকরা একটি নতুন ধরণের সলিড-অক্সাইড জ্বালানী সেল (এসওএফসি) বিকাশের ঘোষণা দিয়েছেন যা এই বৈপরীত্যগুলির জন্য অন্তর্নিহিত সমস্যাটিকে সম্বোধন করে: তাপমাত্রা। হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ, এক ধরণের এসওএফসি, সরাসরি হাইড্রোজেন গ্যাসকে শক্তি এবং জলে রূপান্তর করে। এই প্রক্রিয়াটি খুব দক্ষ এবং দীর্ঘস্থায়ী হলেও, হাস্যকরভাবে উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা 1,292 থেকে 1,472 ডিগ্রি ফারেনহাইট (700 থেকে 800 ডিগ্রি সেলসিয়াস) পর্যন্ত দাবি করে।
নতুন সেলটি অবশ্য 572 ডিগ্রি ফারেনহাইট (300 ডিগ্রি সি) এ কাজ করে, যা আগের প্রয়োজন ছিল তার অর্ধেকেরও কম। “কাজের তাপমাত্রা 300 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে নামিয়ে আনা উপাদান ব্যয়কে কমিয়ে দেবে এবং ভোক্তা-স্তরের সিস্টেমগুলির জন্য দরজা উন্মুক্ত করবে,” জাপানের কিউশু বিশ্ববিদ্যালয়ের সিনিয়র লেখক এবং একটি উপকরণ প্রকৌশলী পড়াশোনা করেছেন যোশিহিরো ইয়ামাজাকি, এ-তে একটিতে একজন ভাষায় বিবৃতি।
বিশেষত, দলটি একটি স্ফটিক জালিতে সাজানো বিভিন্ন পারমাণবিক কাঠামোর সমন্বয়ে গঠিত একটি সিরামিক স্তর ইলেক্ট্রোলাইটকে পুনরায় ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের দিকে মনোনিবেশ করেছিল। হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলিতে, ইতিবাচকভাবে চার্জড হাইড্রোজেন আয়নগুলি বা প্রোটনগুলি হাইড্রোজেন গ্যাসকে শক্তি এবং জলে রূপান্তর করতে এই স্ফটিকের পথগুলি জুড়ে ভ্রমণ করে। সাধারণত, জ্বালানী সেলটি অবশ্যই কাজ করার জন্য অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রার অধীনে কাজ করতে হবে, যা গবেষকরা ব্যবহার করে বাইপাস করার চেষ্টা করেছিলেন রাসায়নিক ডোপান্টসBace উপযুক্ত অক্সাইড স্ফটিকের সাথে সংমিশ্রণে কোনও উপাদানের শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরিচালনা করতে সাবস্ট্যান্স যুক্ত করা হয়েছে।
“তবে এটি একটি চ্যালেঞ্জের সাথেও আসে,” ইয়ামাজাকি ব্যাখ্যা করেছিলেন। “রাসায়নিক ডোপান্ট যুক্ত করা ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্য দিয়ে যাওয়া মোবাইল প্রোটনের সংখ্যা বাড়িয়ে তুলতে পারে তবে এটি সাধারণত স্ফটিক জালিকে আটকে রাখে, প্রোটনগুলিকে ধীর করে দেয়।”
বিভিন্ন প্রার্থীদের পরীক্ষা করার পরে, দলটি দুটি যৌগিক, বেরিয়াম স্ট্যানেট এবং বেরিয়াম টাইটানেটে লক করে রেখেছিল। যখন 572 ডিগ্রি ফারেনহাইট তাপমাত্রায় স্ক্যান্ডিয়ামের সাথে ডোপ করা হয়, তখন দুটি উপকরণগুলি অনেক উচ্চতর তাপমাত্রায় বিদ্যমান এসওএফসিগুলির সাথে সমান দক্ষতার স্তর প্রদর্শন করে।
আশ্চর্যের বিষয় হল, স্ক্যান্ডিয়াম পরমাণু অক্সিজেন পরমাণুর উপর ল্যাচ করে একটি “প্রশস্ত এবং মৃদু কম্পনকারী (আণবিক) মহাসড়ক” তৈরি করে যা প্রোটনগুলিকে “অস্বাভাবিক কম মাইগ্রেশন বাধা” দিয়ে ভ্রমণ করতে সক্ষম করে, “ইয়ামাজাকি ব্যাখ্যা করেছিলেন। এই ইলেক্ট্রোলাইটের জন্য ব্যবহৃত দুটি যৌগগুলিও এই জাতীয় কোষ তৈরিতে প্রচলিতভাবে ব্যবহৃত হওয়ার চেয়ে নরম, তিনি যোগ করেছেন, সম্ভবত এই কারণেই যৌগগুলি সহজেই স্ক্যান্ডিয়াম ডোপ্যান্টকে শোষণ করে।
ইয়ামাজাকি বলেছিলেন, “আমাদের কাজ দীর্ঘস্থায়ী বৈজ্ঞানিক প্যারাডক্সকে একটি ব্যবহারিক সমাধানে রূপান্তরিত করে, যা সাশ্রয়ী মূল্যের হাইড্রোজেন শক্তি দৈনন্দিন জীবনের কাছাকাছি নিয়ে আসে,” ইয়ামাজাকি বলেছিলেন।
ঘরের তাপমাত্রার সাথে তুলনা করে, 572 ডিগ্রি এফ এখনও খুব বেশি। তবুও, এই হ্রাসটি এখনও তাৎপর্যপূর্ণ এবং অপারেটিং তাপমাত্রা আরও কমিয়ে আনার জন্য একটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ ভবিষ্যতকে চিত্রিত করে – এবং অপারেটিং ব্যয়গুলিও – এসওএফসিগুলির বিস্তৃত, ব্যবহারিক প্রয়োগের জন্য।
