এনাপ্টারের অ্যানায়ন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন (AEM) প্রযুক্তির উপর কৌশলগত ফোকাস

এনাপ্টারের সবুজ হাইড্রোজেন দর্শনে AEM-এর ভূমিকা

Enapter জল বিদ্যুৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে সবুজ হাইড্রোজেন কার্যকরভাবে উৎপাদনের জন্য তাদের পদ্ধতিতে Anion Exchange Membrane (AEM) প্রযুক্তির উপর অত্যধিক নির্ভরশীল। AEM-এর বিশেষত্ব হল এটি পুরানো ক্ষারীয় সিস্টেমগুলির সাশ্রয়ী মূল্যের সাথে সামঞ্জস্য রেখেও PEM-এর কাছাকাছি কিছু প্রদান করে যখন বিভিন্ন পরিস্থিতিতে মসৃণভাবে চালানোর কথা আসে। এই সমন্বয়টি নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলির সাথে আরও ভাল স্কেলিং আপের অনুমতি দেয়, যা খুবই গুরুত্বপূর্ণ কারণ আমরা হাইড্রোজেন সম্পর্কে কথা বলছি যা IEA-এর গত বছরের তথ্য অনুযায়ী 2050 সালের মধ্যে বিশ্বব্যাপী সমস্ত শক্তির চাহিদার প্রায় 18% পূরণ করতে পারে। AEM Flex 120-এর মতো পণ্যগুলি জিনিসগুলিকে আরও দ্রুত এগিয়ে নিয়ে যায় কারণ এগুলি মডিউলার টুকরোতে আসে যা কেবল একসাথে লাগানো হয়, যা ব্যাংক ভাঙার ছাড়া শিল্প পরিসরে হাইড্রোজেন অবকাঠামো তৈরি করা অনেক সহজ করে তোলে।

বৈশ্বিক AEM বিদ্যুৎ বিশ্লেষণ বাজারে Enapter-এর অবস্থান

বাজার পূর্বাভাস অনুযায়ী, 2023 এর শিল্প প্রতিবেদন অনুসারে, 2033 এর মধ্যে বিশ্বব্যাপী AEM ইলেকট্রোলাইসিস খাতটি প্রায় 1.2 বিলিয়ন ডলারে পৌঁছাবে, প্রতি বছর প্রায় 9 শতাংশ হারে প্রসারিত হচ্ছে। নিজস্ব মেমব্রেন ইলেকট্রোড প্রযুক্তি এবং সরলীকৃত উৎপাদন পদ্ধতির কারণে এনাপ্টার বর্তমানে এই বিশেষ বাজারের 12 থেকে 15 শতাংশ দখল করে রেখেছে। চীনে হাইড্রোজেন অবকাঠামোতে বিশাল বিনিয়োগের কারণে মোট বিক্রয়ের প্রায় 40 শতাংশ এশিয়া প্যাসিফিক অঞ্চল থেকে আসে। তদুপরি, ইউরোপে, কোম্পানিগুলি যানবাহনের জন্য হাইড্রোজেন রিফিউয়েলিং স্টেশনের মতো ছোট পরিসরের প্রকল্পগুলির উপর বেশি মনোনিবেশ করছে। সৌর ও বাতাসের খামার অপারেটরদের সাথে যৌথভাবে কাজ করে, এনাপ্টার এই দশকের শেষের মধ্যে প্রতি বছর 11 কোটি টন পরিষ্কার হাইড্রোজেন উৎপাদনের লক্ষ্য অর্জনে দেশগুলিকে সহায়তা করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

খরচ-কার্যকর হাইড্রোজেন উৎপাদনের জন্য AEM-এর PGM-মুক্ত অনুঘটকের সাথে একীভূতকরণ

দুর্মূল্য প্লাটিনাম গ্রুপ ধাতুগুলির পরিবর্তে নিকেল-আয়রন অনুঘটক ব্যবহার করার ফলে এনাপ্টার উপকরণের খরচ প্রায় 60 থেকে 70 শতাংশ কমিয়েছে, আর সেইসঙ্গে সিস্টেমের দক্ষতা 75% থেকে 78% এর কাছাকাছি রাখা হয়েছে। তাদের সাম্প্রতিক মেমব্রেন প্রযুক্তি বিবেচনা করলে, প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্য যেসব উপকরণ ব্যবহার করা হয়, তা ব্যবহার করে মাত্র 1.8 ভোল্টে 2 অ্যাম্পিয়ার প্রতি বর্গ সেন্টিমিটার পর্যন্ত তড়িৎ ঘনত্ব অর্জন করা যায়। প্রথম প্রজন্মের মডেলগুলির তুলনায় এটি প্রায় 35% বেশি। এর বাস্তব প্রয়োগের ক্ষেত্রে এর অর্থ কী? আদর্শ পরিস্থিতিতে হাইড্রোজেন উৎপাদনের খরচ কিলোগ্রাম প্রতি তিন ডলারের নিচে নেমে আসে, যা সরকারি ভর্তুকির উপর নির্ভরশীল না হয়ে কার্বন নিঃসরণ কমাতে চাওয়া শিল্পগুলির জন্য নতুন সম্ভাবনা খুলে দেয়। এছাড়াও, সম্পূর্ণ সিস্টেমটি সৌর প্যানেল এবং বায়ু টারবাইনের মতো নবায়নযোগ্য উৎসের সঙ্গে ভালোভাবে কাজ করে। এমনকি যখন এই উৎসগুলি থেকে যথেষ্ট পরিমাণে বিদ্যুৎ আসছে না, তখনও সিস্টেমটি কোনও বিরতি ছাড়াই মসৃণভাবে চলতে থাকে।

এনাপ্টারের পিজিএম-ফ্রি এইএম ইলেক্ট্রোলাইজারগুলির কর্মদক্ষতা এবং দক্ষতা

এআইএম সিস্টেমগুলিতে অ-মূল্যবান ধাতব অনুঘটক ব্যবহার করে দক্ষতা লাভ

2023 সালে ইন্টারন্যাশনাল জার্নাল অফ হাইড্রোজেন এনার্জি-তে প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, এনাপ্টারের PGM-মুক্ত AEM ইলেক্ট্রোলাইজারগুলি পুরানো ধরনের ক্ষারীয় ব্যবস্থার চেয়ে প্রায় 8 থেকে 12 শতাংশ ভালোভাবে কাজ করে। এই উন্নতি ঘটে তাদের বিশেষ নিকেল আয়রন অনুঘটকের ফলে, যা 1 এমপিয়ার প্রতি বর্গ সেন্টিমিটার চালানোর সময়ও ভোল্টেজ দক্ষতা 74% এর উপরে রাখে। এই অনুঘটকগুলিকে এত ভালো করে তোলে কী? ইরিডিয়াম ও প্লাটিনামের প্রচুর পরিমাণ প্রয়োজন হওয়া দামি PEM ব্যবস্থার তুলনায় এগুলি খরচ প্রায় 90% কমিয়ে দেয়। কোবাল্ট ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড নিয়েও কিছু আকর্ষক ঘটনা ঘটে—এগুলি সাধারণ ক্ষারীয় ইলেক্ট্রোডের তুলনায় অতিরিক্ত বিভবকে 180 মিলিভোল্ট কমিয়ে দেয়। আর এখানে একটি খুবই ব্যবহারিক বিষয়: থামা-চলা পরিচালনার সময় PEM স্ট্যাকের তুলনায় এনাপ্টারের ডিজাইনের ক্ষয় মাত্র চতুর্থাংশের সমান হয়। এর মানে হলো, এই ইলেক্ট্রোলাইজারগুলি সৌর প্যানেল ও বায়ু টারবাইনের মতো নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলির ওঠানামা অনেক ভালোভাবে সামলাতে পারে এবং তাড়াতাড়ি নষ্ট হয় না।

পাতলা ফিল্ম AEM-এ আয়ন বিনিময় ক্ষমতা এবং যান্ত্রিক শক্তি

এনাপ্টারের পাতলা ফিল্ম AEM-গুলি 40 থেকে 60 মাইক্রোমিটার পুরুত্বের হয় এবং প্রতি গ্রামে 3.2 mmol-এর নিচে আয়ন বিনিময় ক্ষমতার সঙ্গে 30 MPa-এর বেশি টেনসাইল শক্তি একত্রিত করতে সক্ষম। এই সমন্বয়ের ফলে কোষগুলি ছোট হওয়ার পাশাপাশি বাস্তব জীবনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যথেষ্ট দৃঢ় হয়। ক্ষারীয় পরিবেশে 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় এই মেমব্রেনগুলিকে 8,000 ঘন্টা ধরে পরীক্ষা করার পরেও তাদের মূল পরিবাহিতা প্রায় 93% ধরে রাখে। গত বছর Materials Today Energy-এ প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, এটি AEM প্রযুক্তির আগের সংস্করণগুলির তুলনায় সুদৃঢ় 25% উন্নতি নির্দেশ করে। তাদের বিশেষ ক্রস লিঙ্কিং প্রযুক্তি ঘন পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণে রাখলেও ফোলার পরিমাণ 15%-এর কম রাখে। ফলস্বরূপ, এমনকি 50 বার পর্যন্ত চাপের পার্থক্যের মধ্যে থাকা সত্ত্বেও তারা তাদের আকৃতি এবং অখণ্ডতা বজায় রাখে। এই সমস্ত বৈশিষ্ট্যের ফলে স্ট্যাক পাওয়ার ডেনসিটি 4.5 ওয়াট প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারের বেশি পৌঁছাতে পারে, যা প্রথম প্রোটোটাইপ মডেলগুলির তুলনায় প্রায় 40% ভালো।

জিরো-গ্যাপ AEM ইলেক্ট্রোলাইজার সিস্টেমের ডিজাইন এবং শিল্প পরিসরে উৎপাদন

কমপ্যাক্ট, উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন ইলেক্ট্রোলাইজার আর্কিটেকচারের ইঞ্জিনিয়ারিং

Enapter 85% স্ট্যাক দক্ষতা অর্জনের জন্য 100 মাইক্রনের নিচে খুবই পাতলা ঝিল্লি এবং কিছু চতুরতার সাথে অনুকূলিত অনুঘটক স্তরগুলির ধন্যবাদে একটি জিরো গ্যাপ AEM ইলেক্ট্রোলাইজার তৈরি করেছে। 2024 সালে ফ্রাউনহফার ইনস্টিটিউটের গবেষণা অনুযায়ী, এই ব্যবস্থাটি সাধারণ পুরানো ক্ষারীয় সিস্টেমগুলির তুলনায় আয়নিক প্রতিরোধকে প্রায় 40% হ্রাস করে। এই প্রযুক্তিকে আরও বেশি আলাদা করে তোলে তাদের বিশেষ প্রবাহ ক্ষেত্রের ডিজাইন, যা কম্পার্টমেন্টগুলির মধ্যে খুব বেশি গ্যাস অতিক্রম না করিয়ে 2 ভোল্টে চমৎকার বর্তমান ঘনত্ব বজায় রাখতে সক্ষম। সমগ্র সিস্টেমটি আজকের বাজারে পাওয়া অনুরূপ PEM সিস্টেমগুলির তুলনায় প্রায় 30% কম জায়গা নিয়ে 2% -এর নিচে গ্যাস অতিক্রমের হার বজায় রাখে।

বাণিজ্যিক ব্যবহারের জন্য মডিউলার ডিজাইন এবং স্কেলযোগ্যতা

মানকীকৃত 1MW AEM মডিউলগুলি বহু MW ইনস্টলেশনে স্কেল আপ করার সম্ভাবনা তৈরি করে কারণ এগুলি গ্যাস ডিফিউশন লেয়ারগুলির জন্য অটোমেটেড অ্যাসেম্বলির পাশাপাশি এই প্রেস ফিট বাইপোলার প্লেটগুলি ব্যবহার করে। প্রকৃত পাইলট ব্যবহার থেকে প্রাপ্ত ক্ষেত্রের তথ্য দেখে আমরা 12 হাজার ঘন্টার পরিচালনার সময় 92 শতাংশ আপটাইম পাই। এই সিস্টেমগুলি কত দ্রুত সাড়া দেয় তা আকর্ষণীয় - নবায়নযোগ্য শক্তির সরবরাহে পরিবর্তন এলে সর্বোচ্চ পনের মিনিটের মধ্যে। 10MW-এর বেশি আকারের প্রকল্পগুলির কথা বললে, খরচ বেশ কমে গেছে। মূলধন ব্যয় এখন প্রতি kW এর জন্য প্রায় $500 এ দাঁড়িয়েছে, যা গত বছরের হাইড্রোজেন কাউন্সিলের প্রতিবেদন অনুযায়ী 2022 সালের তুলনায় বেশ উল্লেখযোগ্য হ্রাস নির্দেশ করে।

কেস স্টাডি: ইউরোপীয় প্রকল্পগুলিতে মাল্টি-স্ট্যাক AEM ইলেক্ট্রোলাইজার একীভূতকরণ

জার্মানির রাইনল্যান্ড-পালাটিনেট এলাকায় 4.8 মেগাওয়াটের একটি সুবিধা রয়েছে যা বারোটি 400 কিলোওয়াটের AEM স্ট্যাককে ইতিমধ্যে বিদ্যমান বায়োগ্যাস সিস্টেমের সাথে একত্রিত করে। এই ব্যবস্থাটি প্রতি বছর প্রায় 650 টন সবুজ হাইড্রোজেন উৎপাদন করে, এবং এটি ঐতিহ্যবাহী ক্ষারীয় পদ্ধতির চেয়ে প্রায় অর্ধেক পরিচালন খরচে করে। কারখানাটিতে একটি বিশেষ হাইব্রিড কুলিং সিস্টেম রয়েছে যা জলের ব্যবহার 60 শতাংশ পর্যন্ত হ্রাস করে। প্রান্তগুলিতে অবস্থিত নিরাপত্তা ভাল্বগুলি সিস্টেম সম্পূর্ণ ক্ষমতার নিচে চলার সময় মেমব্রেনগুলিকে শুকিয়ে যাওয়া থেকে রোধ করে, যা ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণ বা প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন ছাড়াই সমগ্র অপারেশনকে দীর্ঘতর করে তোলে।

FAQ

Enapter দ্বারা ব্যবহৃত AEM প্রযুক্তি সম্পর্কে কী বিশেষ?

Enapter-এর AEM প্রযুক্তি প্রোটন বিনিময় মেমব্রেন (PEM)-এর পরিচালন সুবিধাগুলির সাথে ঐতিহ্যবাহী ক্ষারীয় সিস্টেমগুলির সাশ্রয়ী মূল্যের সংমিশ্রণ ঘটায়, যা নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলির সাথে আরও ভাল স্কেলযোগ্যতা প্রদান করে।

এনাপ্টারের AEM ইলেকট্রোলাইসিস প্রযুক্তি কীভাবে খরচ-কার্যকর হাইড্রোজেন উৎপাদনে অবদান রাখে?

দামি প্লাটিনাম গ্রুপ ধাতুর পরিবর্তে নিকেল আয়রনের মতো অ-মূল্যবান ধাতব অনুঘটক ব্যবহার করে এনাপ্টার উপকরণের খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়েছে, যদিও সিস্টেমের দক্ষতা 75% থেকে 78% এর কাছাকাছি রয়েছে।

এনাপ্টারের PGM-মুক্ত ইলেকট্রোলাইজারগুলির সুবিধাগুলি কী কী?

এনাপ্টারের PGM-মুক্ত ইলেকট্রোলাইজারগুলি ঐতিহ্যবাহী ক্ষারীয় সিস্টেমগুলির তুলনায় উন্নত দক্ষতা, কম খরচ এবং ভালো স্থায়িত্ব দেখায়, যা নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলির পরিবর্তনশীল প্রকৃতি পরিচালনার জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

এনাপ্টারের AEM ইলেকট্রোলাইসার সিস্টেমগুলি কতটা স্কেলযোগ্য?

এনাপ্টারের মডিউলার ডিজাইন এবং স্ট্যান্ডার্ড 1MW AEM মডিউলগুলি স্কেলযোগ্য ইনস্টলেশনের অনুমতি দেয়, যা প্রকল্পগুলিকে একাধিক মেগাওয়াটে পৌঁছাতে সাহায্য করে এবং মূলধন ব্যয় হ্রাস এবং কার্যকর অপারেশনের সুবিধা পায়।