हाइड्रोजन वाहन भविष्य के परिवहन का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं – क्या सुरक्षा संबंधी चिंताएँ हैं?

हाइड्रोजन वाहन या हाइड्रोजन-चालित फ्यूल-सेल वाहन 2015 से एक घटना के रूप में उभरे हैं। हालांकि हाइड्रोजन वाहनों के भविष्य की भविष्यवाणी करने के लिए अभी बहुत जल्दी है, यह इनकी ओर रुचि स्पष्ट है लेकिन उतार-चढ़ाव वाली भी है। 

2022 और 2023 के बीच, हाइड्रोजन-चालित फ्यूल सेल इलेक्ट्रिक वाहनों की संख्या में गिरावट देखी गई, जो 20,704 से घटकर 14,451 हो गई। वार्षिक गिरावट हाइड्रोजन वाहनों के प्रति उपभोक्ता रुचि में प्रवृत्ति स्थापित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। लेकिन दोनों पक्षों से चर्चा है। जबकि हाइड्रोजन वाहन के कई लाभ हैं, यह भी बहुत चर्चा होती है कि हाइड्रोजन वाहन कितना सुरक्षित है। अगले भागों में, हम हाइड्रोजन वाहनों के इन दोनों पहलुओं को देखेंगे। 

हाइड्रोजन वाहनों की विशिष्टता

भले ही यह एक इलेक्ट्रिक वाहन है, हाइड्रोजन वाहनों को अंतर्निहित बैटरियों की आवश्यकता नहीं होती। इनके पास ऑनबोर्ड पावर प्लांट होता है, जो ईंधन टैंक में मौजूद हाइड्रोजन को बिजली में परिवर्तित कर सकता है। हाइड्रोजन कारें शून्य स्थानीय उत्सर्जन के साथ चलती हैं। 

हालाँकि, अब तक इसका सबसे बड़ा लाभ – छोटा रिफ्यूलिंग समय है। अन्य ई-वाहनों के विपरीत, हाइड्रोजन वाहनों की चार्जिंग वाहन के मॉडल और बुनियादी ढाँचे पर निर्भर नहीं करती। इसमें लंबी बैटरी भंडारण क्षमता है, और इसकी रेंज बाहरी तापमान पर निर्भर नहीं करती, जिससे ठंडे मौसम में गिरावट की संभावना समाप्त हो जाती है। 

हाइड्रोजन नवीकरणीय ऊर्जा को संग्रहीत और परिवहन करने का एक अत्यधिक कुशल तरीका भी है, और इसका अपनाना दीर्घकाल में लागत घटाने में मदद करता है। 

जबकि लाभ सभी के लिए स्पष्ट हैं, कुछ अध्ययन इसके जोखिम और क्षति की संभावनाओं की ओर भी संकेत करते हैं। हम आज विशेष रूप से एक मामले को देखेंगे जहाँ TU ग्राज़ की एक टीम ने टनलों में हाइड्रोजन वाहनों के जोखिम और क्षति की संभावनाओं का विश्लेषण किया है। अध्ययन ने कुछ सिफ़ारिशें भी की हैं। 

हाइड्रोजन वाहनों का जोखिम और क्षति संभावनाएँ: जोखिम को कैसे कम करें

अपने HyTRA प्रोजेक्ट के तहत, ग्राज़ तकनीकी विश्वविद्यालय ने कई ऐसे पहलुओं की जांच की है जो जोखिमपूर्ण हो सकते हैं। अध्ययन ने संभावित घटनाओं के प्रकार, लोगों के लिए खतरों, और टनल संरचना का मूल्यांकन किया और इन जोखिमों को कम करने के लिए उठाए जाने वाले उपायों की सिफ़ारिश की।

जबकि शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया है कि टनल में हाइड्रोजन-चालित वाहनों की दुर्घटनाओं की संभावना कम है, हाइड्रोजन की उच्च ऊर्जा घनत्व और उसकी महत्वपूर्ण भंडारण दबाव इन FCEV को व्यापक क्षति के लिए एक महत्वपूर्ण जोखिम बनाते हैं।

कार टैंकों में 700 बार दबाव पर हाइड्रोजन का भंडारण बड़ी मात्रा में ऊर्जा की तेज़ रिलीज़ का कारण बन सकता है। यदि जलता है, तो हाइड्रोजन 2000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर जल सकता है। निर्माता ईंधन टैंकों को यांत्रिक प्रभाव से बचाने के लिए मजबूत और अच्छी तरह से संरक्षित डिजाइन करते हैं; हालांकि, बड़े ट्रकों के साथ पीछे से टक्कर जैसी स्थितियों में यह पर्याप्त नहीं रहता।

ऐसी टक्कर के परिणामस्वरूप लगभग तीन खतरनाक परिदृश्य उत्पन्न हो सकते हैं।

पहले मामले में, थर्मल प्रेशर रिलीफ़ डिवाइस (TPRD) तापीय प्रभाव के कारण दबाव बढ़ने पर सक्रिय हो सकता है, जिससे टैंक से नियंत्रित जेट में हाइड्रोजन रिलीज़ हो जाता है। यह तंत्र दबाव को सुरक्षित स्तर पर बनाए रखने में मदद करता है, जिससे टैंक फटने से बचता है। हालांकि, यदि निकला हुआ हाइड्रोजन हवा के साथ मिश्रित हो कर जलता है तो यह अभी भी खतरा बन सकता है। फिर भी, खतरे का क्षेत्र सीमित रहेगा।

यदि थर्मल प्रेशर रिलीफ़ डिवाइस विफल हो जाता है, तो टैंक विस्फोट हो सकता है। उत्पन्न ब्लास्ट वेव पूरे चैनल में फैल सकती है। मृत्यु का जोखिम लगभग 30 मीटर तक बढ़ सकता है, जबकि गंभीर आंतरिक चोटों की संभावना 300 मीटर तक हो सकती है। और दूर, टुटे हुए कान के पर्दे का जोखिम अभी भी मौजूद है।

तीसरे परिदृश्य में, जो सबसे कम संभावित है, हाइड्रोजन पहले बिना जलने के रिलीज़ हो जाता है। आवर्त सारणी में सबसे हल्का तत्व होने के कारण, गैस उठती है और टनल की छत के नीचे एक बादल के रूप में जमा हो जाती है। यदि कोई प्रज्वलन स्रोत, जैसे गर्म लैंप या विद्युत इम्पल्स, मौजूद हो, तो यह हाइड्रोजन क्लाउड विस्फोट को ट्रिगर कर सकता है, जिससे एक महत्वपूर्ण ब्लास्ट वेव उत्पन्न होगी।

जोखिम परिदृश्य के शोधकर्ताओं ने कई शमन रणनीतियों का प्रस्ताव रखा। टीम ने सेक्शन कंट्रोल के माध्यम से निगरानी किए गए कड़े गति सीमाओं को लागू करने का सुझाव दिया। उन्होंने सटीक दूरी नियंत्रण रणनीतियों की भी सलाह दी, जो एक मजबूत संकेत प्रणाली द्वारा समर्थित हो, जिससे ड्राइवरों को बहुत नजदीक फॉलो करने पर चेतावनी मिल सके।

हाइड्रोजन वाहनों के जोखिम और क्षति संभावनाओं पर चर्चा करते हुए, TU ग्राज़ टीम ने यह उल्लेख करना नहीं भूलती कि वे किस संदर्भ में काम करते हैं और उनका जोखिम व क्षति संभावनाएँ कैसे मापी जाती हैं।

आधुनिक हाइड्रोजन टैंक इतने सुरक्षित बनाए गए हैं कि हाइड्रोजन के निकलने के लिए बहुत सारी चीज़ें गलत होनी चाहिए।

– डैनियल फ्रुहविर्ट, TU ग्राज़ में थर्मोडायनामिक्स और सतत प्रोपल्शन सिस्टम्स संस्थान

हाइड्रोजन वाहनों की ओर धक्का

शोधकर्ता भविष्य के वर्षों में हाइड्रोजन वाहनों के अपनाने में महत्वपूर्ण वृद्धि की भविष्यवाणी करते हैं। उद्योग शोधकर्ता और विश्लेषक अनुमान लगाते हैं कि वैश्विक स्तर पर सेवा में हाइड्रोजन वाहनों की संख्या 2027 में एक मिलियन से अधिक हो जाएगी, जो 2022 में लगभग 60,000 से बढ़कर 1,500% से अधिक की वृद्धि दर्शाती है। उपभोक्ता बाजार 2027 तक हाइड्रोजन वाहनों के क्षेत्र में प्रमुख खंड होने की उम्मीद है, जो 60% से अधिक का हिस्सा रखेगा।

ऐसे सरकारी पहलें हैं जो फ्यूल-सेल वाहनों को बढ़ावा देती हैं। उदाहरण के लिए, ऊर्जा विभाग के तहत ऊर्जा दक्षता और नवीकरणीय ऊर्जा कार्यालय ने 2013 में H2USA लॉन्च किया। अपने आधिकारिक बयान में, सरकारी प्राधिकरणों ने H2USA के बारे में निम्नलिखित कहा: H2USA का मिशन: 

“H2USA का मिशन अमेरिका में फ्यूल-सेल इलेक्ट्रिक वाहनों की परिचय और व्यापक अपनाने को बढ़ावा देना है। सदस्य में संघीय एजेंसियां, फ्यूल-सेल ट्रेड एसोसिएशन, ऑटोमोबाइल निर्माता, हाइड्रोजन प्रदाता, फ्यूल-सेल डेवलपर, राष्ट्रीय प्रयोगशालाएं, और अतिरिक्त हितधारक शामिल हैं। यह सहयोग संयुक्त राज्य के लिए एक मंच प्रदान करता है जो अन्य देशों में हाइड्रोजन पर केंद्रित सार्वजनिक-निजी सहयोगों के समान है, विशेष रूप से जर्मनी, जापान और यूके।”

रिपोर्ट के अनुसार, H2USA के अब 30 से अधिक प्रतिभागी हैं। 

सरकारी पहलों के अलावा, कई प्रदर्शन-उन्नयन अनुसंधान चल रहे हैं जो संभावित उपभोक्ताओं में हाइड्रोजन फ्यूल-सेल वाहनों के प्रति रुचि और विश्वास बनाने में मदद करते हैं। 

उदाहरण के लिए, हार्वर्ड और इंचॉन नेशनल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम द्वारा किया गया एक हालिया अध्ययन ने फ्यूल सेल बनाने का एक तरीका विकसित किया जो टिकाऊपन और आयु दोनों पहलुओं में उच्च अंक प्राप्त करता है। अध्ययन ने थकान-प्रतिरोधी इलेक्ट्रोलाइट मेम्ब्रेन की एक श्रेणी विकसित करने पर केंद्रित था, जिसमें नाफ़ियन और पर्फ्लुओरोपॉलीइथर (PFPE) का इंटरपेनिट्रेटिंग नेटवर्क शामिल है। टीम ने फ्यूल सेल के प्रदर्शन में थोड़ी गिरावट को ‘टिकाऊपन/आयु में आश्चर्यजनक सुधार’ के बदले में स्वीकार किया।

एक और रोमांचक विकास जो निर्माताओं के लिए विशेष रूप से उत्साहजनक रहा है, वह है निष्क्रिय तेल कुओं में विशेष एंजाइमों का परिचय। ये एंजाइम बचे हुए हाइड्रोकार्बन को विभिन्न घटकों में तोड़ते हैं, जिसमें हाइड्रोजन भी शामिल है। यह प्रगति दुनिया भर में अनगिनत निष्क्रिय और परित्यक्त तेल कुओं को उनके गहराई से अधिक सतत ईंधन—हाइड्रोजन—के स्रोत में बदल सकती है।

हाइड्रोजन वाहनों की धक्का भविष्य के लिए अधिक सतत परिवहन विकल्प बनाने की दृष्टि के साथ मेल खाती है, जो संभवतः इलेक्ट्रिक वाहनों (EVs) से भी अधिक सतत हो सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि EVs पूरी तरह से सततता हासिल नहीं करते; उनका उत्सर्जन संभावित इस बात पर निर्भर करता है कि बिजली कैसे उत्पन्न की जाती है।

कई कंपनियां हाइड्रोजन वाहन समाधान विकसित कर रही हैं, यह अनुमान लगाते हुए कि भविष्य में सरकारें और परिवहन प्राधिकरण EVs की तुलना में हाइड्रोजन वाहनों को अधिक प्राथमिकता देंगे। अगले भागों में, हम ऐसी कुछ कंपनियों पर चर्चा करेंगे।

#1. जनरल मोटर्स द्वारा Ultium प्लेटफ़ॉर्म और HYDROTEC फ्यूल सेल पावर क्यूब्स

GM Hydrotec फ्यूल सेल तकनीक का दावा है कि यह भूमि, वायु और समुद्री अनुप्रयोगों के लिए एक किफायती फ्यूल सेल पावर समाधान है। 2021 में, Wabtec कॉरपोरेशन (NYSE: WAB) और जनरल मोटर्स (NYSE: GM) ने Wabtec लोकोमोटिव्स के लिए GM की Ultium बैटरी तकनीक और HYDROTEC हाइड्रोजन फ्यूल सेल सिस्टम विकसित करने और व्यावसायिक बनाने के लिए सहयोग की घोषणा की।

Wabtec के लिए GM के समाधान द्वारा लाई गई मूल्य-वृद्धि के बारे में बात करते हुए, Wabtec के सीईओ और प्रेसिडेंट, राफ़ाएल सैंटा, ने निम्नलिखित कहा:

“हमारा FLXdrive लोकोमोटिव, दुनिया का पहला 100% बैटरी-चालित लोकोमोटिव, ने 6 MWh पर संचालन करते समय कार्बन उत्सर्जन को 30% तक कम करने की अपनी क्षमता सिद्ध की है। लेकिन हम यहीं नहीं रुक सकते। GM के साथ Ultium बैटरी और HYDROTEC हाइड्रोजन फ्यूल सेल तकनीकों पर काम करके, हम रेल उद्योग की डिकार्बोनाइज़ेशन और शून्य-उत्सर्जन लोकोमोटिव की दिशा को तेज़ कर सकते हैं, इन दो महत्वपूर्ण प्रोपल्शन तकनीकों का उपयोग करके।”

GM का Hydrotec समाधान लोकोमोटिव सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए कॉम्पैक्ट और आसान पैकेजिंग वाले फ्यूल सेल पावर क्यूब्स प्रदान करता है। Ultium वह बैटरी तकनीक है जो रेलों को आवश्यक लचीलापन, दक्षता, शक्ति और विश्वसनीयता जोड़ती है।

2021 में, जनरल मोटर्स ने लीबहर-एरोस्पेस के साथ सहयोग किया ताकि विमान के लिए हाइड्रोजन फ्यूल सेल पावर जेनरेशन डेमो सिस्टम विकसित किया जा सके। अगले वर्ष, GM ने अपने Hydrotec समाधान के साथ वाहन और ऑटोमोटिव परिवहन के क्षेत्र से आगे बढ़ने का फैसला किया। 

कंपनी ने GM के जनरेशन 2 HYDROTEC फ्यूल सेल पावर क्यूब्स द्वारा संचालित कई HYDROTEC-आधारित पावर जेनरेटर विकसित करने की अपनी योजनाओं की घोषणा की। इनमें शामिल हैं:

• एक मोबाइल पावर जेनरेटर (MPG) जो स्थायी चार्ज पॉइंट स्थापित किए बिना EVs के लिए तेज़ चार्ज क्षमता प्रदान करता है।
• EMPOWER तेज़ चार्जर जो रिटेल फ्यूल स्टेशनों को ग्रिड का विस्तार किए बिना किफायती DC फास्ट चार्जिंग जोड़ने की अनुमति देता है।
• एक पैलेटाइज़्ड MPG जो सैन्य कैंप और स्थापनाओं को शांति से और कुशलता से शक्ति प्रदान करता है।

वित्तीय वर्ष 2023 के लिए, GM ने $171.8 बिलियन की आय की रिपोर्ट की, जिसमें शेयरधारकों को आवंटित शुद्ध आय $10 बिलियन से अधिक और EBIT-समायोजित $12 बिलियन था।

#2. सेलसेंट्रिक: डेमलर और वोल्वो के बीच पचास-पचास सहयोग

सेलसेंट्रिक, वोल्वो ग्रुप और डेमलर ट्रक AG के बीच 50:50 संयुक्त उद्यम, का लक्ष्य 2050 तक तटस्थ और सतत परिवहन को पेश करने के लक्ष्य को हासिल करने में मदद करने के लिए फ्यूल सेल का एक प्रमुख वैश्विक निर्माता बनना है।

मई 2024 में, सेलसेंट्रिक ने अपना NextGen फ्यूल सेल सिस्टम घोषित किया, जो यूरोप और उत्तर अमेरिका में लंबी दूरी के ट्रकों के लिए अनुकूलित समाधान है। यह सिस्टम एक अत्यधिक एकीकृत, कॉम्पैक्ट और हल्का सिंगल-सिस्टम पैकेज समाधान है जो अपनी शिखर प्रदर्शन पर 350 kW से अधिक शक्ति प्रदान कर सकता है। 

सेलसेंट्रिक के अनुमान के अनुसार, यह समाधान BZA150 पीढ़ी की तुलना में 20 प्रतिशत उपभोग बचत प्रदान करने की उम्मीद है। NextGen सिस्टम वर्तमान पीढ़ी की तुलना में पावर डेंसिटी में 30 प्रतिशत वृद्धि और शिखर लोड पर अपशिष्ट गर्मी में 40 प्रतिशत कमी का दावा करता है, जो इसके परिष्कृत सिस्टम डिजाइन और इष्टतम प्रदर्शन के कारण है। यह समाधान कूलिंग की आवश्यकता को भी कम करता है, जिससे उत्पाद की फिटनेस स्तर में सुधार होता है। 

पूरे वर्ष 2023 के लिए, वोल्वो ने अपने शुद्ध बिक्री को लगभग SEK 80 बिलियन बढ़ाकर SEK 553 बिलियन किया और समायोजित ऑपरेटिंग आय को SEK 77.6 बिलियन (50.5) तक बढ़ाया, साथ ही समायोजित ऑपरेटिंग मार्जिन 14.0% (10.7) रहा। डेमलर समूह की आय 2023 में 10% बढ़कर रिकॉर्ड स्तर €55.9 बिलियन तक पहुंची। (GM )

हाइड्रोजन फ्यूल सेल वाहनों का भविष्य

समग्र रूप से, हाइड्रोजन वाहनों का भविष्य आशाजनक दिखता है क्योंकि सतत परिवहन समाधान की वैश्विक मांग बढ़ रही है। हालांकि, अधिक कुशल और सुरक्षित बनने के लिए, निर्माताओं और तकनीकी शोधकर्ताओं को हाइड्रोजन फ्यूल सेल इलेक्ट्रिक कार के सभी पहलुओं पर काम करना होगा, जिसमें सेल स्टैक, फ्यूल फिलर, फ्यूल टैंक, कंट्रोलर और थर्मल सिस्टम शामिल हैं। 

इन वाहनों में कई लाभ हैं, जैसे त्वरित टॉर्क और सुगम, निरंतर शक्ति, कम रखरखाव की आवश्यकता, तेज़ रिफ्यूलिंग, शून्य उत्सर्जन, आदि। हालांकि, निर्माताओं को लागत पर अधिक काम करना होगा। 

फ्यूल सेल कार की खरीद समान आकार की पारंपरिक कारों से अधिक महंगी हो सकती है। हालांकि, विकसित अर्थव्यवस्थाओं में कई प्रोत्साहन उपलब्ध हैं, जैसे कैलिफ़ोर्निया के क्लीन व्हीकल रिबेट प्रोजेक्ट से $4,500 रिबेट ($7,500 आय-योग्य खरीदारों के लिए) और अन्य। जबकि ये प्रोत्साहन अल्पकाल में अपनाने और दृश्यता को बढ़ाएंगे, दीर्घकालिक सफलता केवल प्रदान किए गए सुरक्षा और प्रदर्शन मानकों द्वारा संचालित होगी।

फिर से यह जानने के लिए यहाँ क्लिक करें कि हाइड्रोजन को आकर्षक ऊर्जा स्रोत क्या बना।