মেটাল হাইড্রাইড সলিড স্টেট হাইড্রোজেন সংরক্ষণ বোঝা

মেটাল হাইড্রাইড সলিড স্টেট হাইড্রোজেন সংরক্ষণ কী?

কয়েকটি নির্দিষ্ট ধাতুর গঠনে হাইড্রোজেন পরমাণু বাঁধার মাধ্যমে মেটাল হাইড্রাইড ব্যবহার করে হাইড্রোজেন সঞ্চয় করা হয়। এটি গ্যাস বা তরল হিসাবে হাইড্রোজেন সঞ্চয়ের থেকে আলাদা কারণ এক্ষেত্রে হাইড্রোজেন ধাতুটির মধ্যেই আটকে থাকে, যেমন একটি স্পঞ্জ যখন জল শুষে নেয়। এখানে সুবিধা হচ্ছে আমরা অত্যন্ত উচ্চ চাপ ছাড়াই হাইড্রোজেন নিরাপদে সঞ্চয় করতে পারি। এই ধরনের উপাদান নিয়ে কাজ করার সময় এগুলো তাপ নির্গতকারী বিক্রিয়ার সময় হাইড্রোজেন শোষণ করে এবং নিয়ন্ত্রিত উষ্ণতা প্রয়োগ করলে আবার এটি ছেড়ে দেয়। এর ফলে উত্পাদকদের হাইড্রোজেনকে অত্যন্ত চাপে সংকুচিত করা বা অত্যন্ত শীতল তাপমাত্রায় ঠান্ডা করার জটিলতা নিয়ে কাজ করার দরকার হয় না, যা ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলোতে পরিচালনাকে অনেক সহজ করে তোলে।

কঠিন-অবস্থায় হাইড্রোজেন সঞ্চয় প্রচলিত পদ্ধতি থেকে কীভাবে আলাদা

হাইড্রোজেন সংরক্ষণের ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি হয় খুব বেশি চাপের ট্যাঙ্কের উপর নির্ভরশীল যা প্রায় 750 বার পর্যন্ত চলে অথবা অত্যন্ত শীতল তরল সিস্টেমের উপর নির্ভরশীল যার জন্য তাপমাত্রা প্রয়োজন হয় মাইনাস 253 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত। কিন্তু মেটাল হাইড্রাইড প্রযুক্তি এক্ষেত্রে ভিন্নভাবে কাজ করে। এই সিস্টেমগুলি সাধারণত 300 বারের কম চাপে চলে কিন্তু তবুও আয়তনের তুলনায় অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় বেশি হাইড্রোজেন সংরক্ষণ করতে সক্ষম। ধরুন 2023 এর একটি সাম্প্রতিক প্রোটোটাইপ যা দেখিয়েছিল প্রায় 40 শতাংশ বেশি সংরক্ষণ ক্ষমতা যদিও সেটি চলছিল সাধারণ ট্যাঙ্কের চাপের মাত্র অর্ধেক চাপে। এটি তাদের জন্য অনেক বেশি নিরাপদ কারণ সংকুচিত গ্যাসের বিস্ফোরণের কোনও ঝুঁকি থাকে না। আরেকটি বড় সুবিধা হল যে কঠিন অবস্থান্তর সংরক্ষণের জন্য কোনও ব্যয়বহুল ক্রায়োজেনিক শীতল প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হয় না যা চালানোর খরচ অনেকটাই কমিয়ে দেয়। 2004 সালে জুটেলের গবেষণা অনুসারে কিছু ক্ষেত্রে 30 শতাংশ পর্যন্ত সাশ্রয় হয়েছিল।

পরিষ্কার শক্তি সংক্রমণে হাইড্রোজেন সংরক্ষণ প্রযুক্তির ভূমিকা

ধাতব হাইড্রাইড প্রযুক্তির প্রগতি সবুজ হাইড্রোজেন অবকাঠামো প্রসারের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করছে। ঐসব উপকরণগুলি পারম্পরিক পদ্ধতির তুলনায় অনেক বেশি ঘনত্বে নিরাপদ সংরক্ষণের অনুমতি দেয়, যা নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলির গ্রহণযোগ্যতা বাড়াতে সাহায্য করে। যখন সৌরপ্যানেল বা বায়ু টারবাইনগুলি থেকে অতিরিক্ত বিদ্যুৎ উৎপাদিত হয়, তখন তা এখন হাইড্রোজেনে পরিণত করে দীর্ঘ সময় ধরে রাখা যায় এবং তার মান অক্ষুণ্ণ থাকে। গত বছর ডর্নহেইম এবং তাঁর সহকর্মীদের দ্বারা প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, ধাতব হাইড্রাইড ব্যবহার করে মাইক্রোগ্রিড সিস্টেমগুলিতে শক্তি নষ্ট হওয়া প্রায় 60% কমানো যেতে পারে যা শুধুমাত্র ব্যাটারির উপর নির্ভরশীলতার ক্ষেত্রে ঘটে থাকে। 2024 সালের উপকরণ বিজ্ঞানের একটি সাম্প্রতিক পর্যালোচনা থেকে দেখা যায় যে এই ধরনের উদ্ভাবনগুলি বাতাস এবং সৌর শক্তির অনিশ্চিত প্রকৃতি এবং শিল্পগুলির নিয়মিত চাহিদা প্রয়োজনীয়তার মধ্যে যোগসূত্র স্থাপন করতে সাহায্য করে। এটি হাইড্রোজেনকে শুধুমাত্র বিকল্প হিসাবে নয়, বরং অনেক ক্ষেত্রে জীবাশ্ম জ্বালানির প্রধান প্রতিস্থাপন হিসাবে দাঁড় করায় যেখানে নিয়মিত শক্তি সরবরাহের বিষয়টি সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

মেটাল হাইড্রাইড হাইড্রোজেন সংরক্ষণের নিরাপত্তা সুবিধা

উচ্চ-চাপ ট্যাঙ্ক ছাড়াই হাইড্রোজেন সংরক্ষণে ঝুঁকি নির্মূল করা

মেটাল হাইড্রাইডে সংরক্ষিত হাইড্রোজেন মূলত 350 থেকে 700 বার চাপে চলমান ঐতিহ্যবাহী সংকুচিত গ্যাস সিস্টেমগুলির সাথে আসা বিস্ফোরণের ঝুঁকি দূর করে দেয়। এই প্রযুক্তি ম্যাগনেসিয়াম নিকেল টিন মিশ্রণের মতো স্থিতিশীল খাদ গঠনে হাইড্রোজেন অণুগুলি আবদ্ধ করে রাখার মাধ্যমে কাজ করে, যা প্রায় আমাদের পরিচিত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের কাছাকাছি চাপে সংরক্ষণের অনুমতি দেয়। গত বছরের একটি শক্তি সঞ্চয় প্রতিবেদন অনুযায়ী, এই সলিড স্টেট সিস্টেমগুলি উচ্চ চাপযুক্ত সিস্টেমের তুলনায় ট্যাঙ্ক ফাটা ঝুঁকি প্রায় 92 শতাংশ কমিয়ে দেয়। মাইক্রোগ্রিড সমাধান প্রয়োগের চেষ্টা করা শহরগুলি বা আবাসিক শক্তি বিকল্পগুলি বিবেচনা করা বাড়ির মালিকদের জন্য এই ধরনের সংরক্ষণ বিশেষভাবে আকর্ষণীয় হয়ে ওঠে কারণ এটি মানুষের বসবাসযোগ্য এলাকার কাছাকাছি স্থাপন করা হলে অনেক বেশি নিরাপদ হয়।

আরও নিরাপদ হাইড্রোজেন সংরক্ষণের জন্য ক্রায়োজেনিক সিস্টেম এড়িয়ে চলা

মেটাল হাইড্রাইডগুলি সাধারণ পরিবেশের তাপমাত্রায় কাজ করে, যেখানে তরল হাইড্রোজেন সংরক্ষণের জন্য বিপজ্জনক শীতল ক্রায়োজেনিক অবস্থা প্রয়োজন যা প্রায় -253 ডিগ্রি সেলসিয়াস। ক্রায়োজেনগুলির সাথে কাজ করার সময় আসলে দুটি প্রধান সমস্যা দেখা দেয়। প্রথমটি হল তাপীয় চাপের কারণে ট্যাঙ্ক ফেটে যাওয়ার বাস্তব বিপদ। এবং তারপর সিস্টেমগুলির রক্ষণাবেক্ষণের সময় হিমাঘাতের ঝুঁকি দেখা দেয়। কঠিন অবস্থান্তর সংরক্ষণ এই সমস্ত সমস্যা এড়িয়ে চলে। হাইড্রোজেনটি উপাদানের মধ্যে সুরক্ষিতভাবে আবদ্ধ থাকে যতক্ষণ না পর্যন্ত এটি মুক্ত করার জন্য নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, সাধারণত 80 থেকে 150 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে। আমরা সম্প্রতি কিছু জাহাজ এবং নৌকার পরীক্ষায় এই প্রযুক্তি সফলভাবে পরীক্ষা করেছি যেগুলি বিকল্প জ্বালানি সমাধানের সন্ধান করছিল।

তুলনামূলক নিরাপত্তা: মেটাল হাইড্রাইড বনাম সংকুচিত গ্যাস এবং তরল হাইড্রোজেন

সব ধাতব হাইড্রাইড কি সমানভাবে নিরাপদ? নিরাপত্তা পরিবর্তনশীলতা সম্বোধন করা

যদিও ধাতব হাইড্রাইড সংরক্ষণের ঝুঁকি কমায়, কিন্তু উপকরণের গঠনের সাথে নিরাপত্তা পরিবর্তিত হয়। নিকেল-ভিত্তিক খাদ মৃৎশিল বিকল্পগুলির তুলনায় 40% বেশি জারণ প্রতিরোধ প্রদর্শন করে, আর্দ্র পরিবেশে ক্ষয় কমিয়ে দেয়। উপযুক্ত প্রকৌশল নিয়ন্ত্রণ—তাপীয় বাফারিং স্তর এবং জল-প্রতিরোধী প্রলেপ—বিভিন্ন হাইড্রাইড সূত্রের জন্য একক নিরাপত্তা মান বজায় রাখা আবশ্যিক।

উচ্চ-কর্মক্ষমতা ধাতব হাইড্রাইড সংরক্ষণের পিছনে উপকরণ বিজ্ঞান

কার্যকর হাইড্রোজেন সংরক্ষণের জন্য প্রধান ধাতব হাইড্রাইড উপকরণ

আজকের ধাতব হাইড্রাইড সংরক্ষণ সমাধানগুলি বিশেষ খাদ সংমিশ্রণের উপর অত্যধিক নির্ভরশীল যা তিনটি প্রধান নিয়ামক পরিচালনা করে: এরা কতটা হাইড্রোজেন ধরে রাখতে পারে, কত দ্রুত এরা এটি শোষণ করে এবং শক্তি সংরক্ষণের সময় এদের মোট স্থিতিশীলতা। অত্যন্ত সাম্প্রতিক গবেষণায় নিবেদিতা এবং সহকর্মীদের দ্বারা প্রাপ্ত তথ্য অনুযায়ী ম্যাগনেসিয়াম ভিত্তিক বিকল্পগুলি প্রায় 7.6 শতাংশ ওজন হাইড্রোজেন ধারণ করে বলে প্রতিশ্রুতিশীল। এদিকে, টাইটানিয়াম আয়রন মিশ্রণগুলি তাপমাত্রা খুব বেশি না হলেও সঞ্চিত হাইড্রোজেন দ্রুত মুক্ত করতে খুবই কার্যকর। যেসব ক্ষেত্রে স্থান সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ, ভ্যানাডিয়াম সমৃদ্ধ উপকরণগুলি প্রকৃতপক্ষে উজ্জ্বল হয় কারণ এগুলি ক্ষুদ্র আয়তনে বৃহৎ পরিমাণ হাইড্রোজেন সঞ্চয় করে। এগুলিকে হাইড্রোজেন চালিত গাড়ির মতো জিনিসগুলির জন্য নিখুঁত করে তোলে যেখানে প্রতিটি ঘন ইঞ্চি গণনা করা হয়। শিল্প পরিচিত ব্যক্তিদের মতে গত কয়েক বছরে উন্নত নতুন আবরণ প্রযুক্তিগুলি পরিবর্তনকারী। এই সুরক্ষামূলক স্তরগুলি মূলত সংবেদনশীল হাইড্রাইড উপকরণ এবং পরিবেশগত কারণগুলির মধ্যে বাধা সৃষ্টি করে যেমন জলীয় বাষ্প এবং অক্সিজেন যা অন্যথায় সঞ্চয় ক্ষমতা সময়ের সাথে কমিয়ে দেয়।

হাইড্রোজেন সংরক্ষণ ঘনত্ব: ক্ষমতা সংকট অতিক্রম করা

প্রদত্ত স্থানে কতটা হাইড্রোজেন সংরক্ষণ করা যায় সে বিষয়ে ধাতব হাইড্রাইডগুলি সংকুচিত গ্যাসকে হার মানিয়েছে, কিন্তু পারম্পরিকভাবে তাদের ওজন দক্ষতা হিসাবে তরল হাইড্রোজেনের তুলনায় পিছনে ছিল। তবে ন্যানোস্ট্রাকচার্ড উপকরণগুলিতে সাময়িক উন্নয়নের মাধ্যমে এই পরিস্থিতি পরিবর্তিত হয়েছে। কার্বন স্ক্যাফোল্ড সমর্থিত ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রাইডের মতো নতুন উপকরণগুলি উদাহরণস্বরূপ নেওয়া যেতে পারে, যেগুলি অনেক বেশি পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রদান করে যা হাইড্রোজেন শোষণ এবং মুক্তির প্রক্রিয়াকে দ্রুত করে তোলে। নিকেল বা গ্রাফিনের মতো পদার্থ যোগ করে সেই বিরক্তিকর সক্রিয়করণ বাধা কমানো যায়, যা হার্ডি এবং সহকর্মীদের গত বছরের গবেষণা অনুযায়ী প্রায় 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত স্থিতিশীল হাইড্রোজেন সংরক্ষণের অনুমতি দেয়। এই উন্নতিগুলি আমাদের মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের শক্তি বিভাগের পছন্দের কাছাকাছি নিয়ে আসছে, যেখানে কিছু পরীক্ষামূলক খাদ এখন কিলোগ্রাম প্রতি 1.5 কিলোওয়াট ঘন্টার নিচে পৌঁছেছে।

বর্ধিত পারফরম্যান্সের জন্য মেটাল হাইড্রাইড প্রযুক্তিতে নতুনত্ব

এই ক্ষেত্রে সাম্প্রতিক উন্নয়নগুলি ন্যানোকনফাইনমেন্ট পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করছে। যখন হাইড্রাইডগুলি এই বিশেষ স্পঞ্জময় কাঠামোর মধ্যে রাখা হয়, তখন সেগুলি পারম্পরিক পদ্ধতির তুলনায় হাইড্রোজেন 40 শতাংশ দ্রুত মুক্ত করতে পারে। গবেষকরা আরও দেখেছেন যে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড বা বিভিন্ন পলিমার উপকরণ দিয়ে তৈরি কম্পোজিট কোটিং প্রয়োগ করলে ব্যাটারি অনেক বেশি সময় ধরে চলে-কিছু পরীক্ষায় দেখা গেছে 5,000 এর অধিক চার্জ ও ডিসচার্জ চক্র ছাড়াই কোনও উল্লেখযোগ্য ক্ষমতা হারায় না। 2024 সালে প্রকাশিত সাম্প্রতিক গবেষণা দেখলে, বিজ্ঞানীরা হালকা ম্যাগনেসিয়ামকে কিছু দুর্লভ মৃত্তিকা ধাতুর সঙ্গে মিশিয়ে এই চতুর হাইব্রিড উপকরণগুলি তৈরি করেছেন যা প্রভাবক হিসাবে কাজ করে। এই সংমিশ্রণটি আসলে পুনরায় চার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা কমিয়ে আনে এবং প্রায় 80 ডিগ্রি সেলসিয়াসে নিয়ে আসে, যা বেশ চিত্তাকর্ষক। এই ধরনের উন্নতিগুলি খুব দ্রুত ঘটছে দেখে মেটাল হাইড্রাইডগুলি গ্রিডে বড় পরিমাণে নবায়নযোগ্য শক্তি সঞ্চয় করার এবং এমনকি নিকট ভবিষ্যতে বিমানগুলি চালানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রতিদ্বন্দ্বী হিসাবে দেখা দিচ্ছে।

বাস্তব পরিস্থিতিতে সিস্টেমের দক্ষতা, গতিবিদ্যা এবং তাপ পরিচালনা

ধাতব হাইড্রাইড সংরক্ষণে শোষণ এবং অপসারণের গতিবিদ্যা

হাইড্রোজেন কত দ্রুত শোষিত এবং মুক্ত হয় তা বাস্তব প্রয়োগে ধাতব হাইড্রাইড সিস্টেমের কার্যকারিতা নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সংকুচিত গ্যাস সংরক্ষণের জন্য কার্যকর হওয়ার জন্য খুব কম শক্তির প্রয়োজন হয়, কিন্তু ধাতব হাইড্রাইডগুলি কার্যকরভাবে কাজ করার জন্য নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং চাপের প্রয়োজন হয়। গত বছরের গবেষণায় কিছু আকর্ষক ফলাফল পাওয়া গেছে। তারা নিকেল অনুঘটকের সাথে এই নতুন হাইড্রাইড খাদ পরীক্ষা করে দেখেছেন এবং নিয়মিত উপকরণগুলির তুলনায় প্রায় 40% কম অপসারণের সময় পেয়েছেন, যেখানে হাইড্রোজেনের বিশুদ্ধতা অব্যাহত রয়েছে 99.5%। এই ধরনের অগ্রগতি হাইড্রোজেন সংরক্ষণ প্রযুক্তির ব্যাপক গ্রহণের পথে দাঁড়ানো সবচেয়ে বড় বাধা অর্থাৎ প্রয়োজনীয় শক্তি প্রয়োজনীয় গতিতে পাওয়ার সমস্যার সমাধানে কাজ করছে, যা আমরা জ্বালানি থেকে পাই।

ঠোস-অবস্থায় হাইড্রোজেন সংরক্ষণে তাপ পরিচালনার চ্যালেঞ্জ

তাপ স্থানান্তর পরিচালনা খুবই গুরুত্বপূর্ণ কারণ হাইড্রোজেন শোষিত হওয়ার সময় এটি তাপ নির্গত করে (এই প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় তাপোৎপাদী), কিন্তু যখন এটি পুনরায় মুক্ত করা হয়, তখন সিস্টেমকে এতে শক্তি প্রয়োগ করতে হয় (যা এটিকে তাপগ্রাহী বানিয়ে তোলে)। বড় শিল্প প্রতিষ্ঠানগুলো আজকাল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের জন্য কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবহার শুরু করেছে, সঞ্চয়স্থানের সমস্ত এককগুলোর মধ্যে প্রায় প্লাস মাইনাস 2 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত স্থিতিশীলতা বজায় রেখেছে। এমন নির্ভুলতা অর্জন করার ফলে ধাতব হাইড্রাইডগুলোর স্ফটিক কাঠামোর ক্ষতি রোধ করা যায়, যা আগে প্রায় 500 বার চার্জ করার পরে 15 থেকে 20 শতাংশ পর্যন্ত ক্ষতি হতো। আমরা মাইক্রোগ্রিড পরিবেশে কার্যকর ইনস্টলেশনগুলো দেখেছি যেখানে এই স্মার্ট তাপীয় পরিচালনা ব্যবস্থা এবং এদের পূর্বাভাস অ্যালগরিদম সঠিকভাবে প্রয়োগ করা হলে প্রায় 92% দক্ষতা অর্জন করা যায়, যা প্রকৌশলীদের কাছে শক্তি পুনরুদ্ধারের দক্ষতা বা 'রাউন্ড ট্রিপ এফিশিয়েন্সি' নামে পরিচিত।

শিল্প প্রয়োগে নিরাপত্তা এবং শক্তি ঘনত্বের মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখা

ধাতব হাইড্রাইড প্রযুক্তির নতুন উন্নয়ন অবশেষে নিরাপত্তা এবং সংরক্ষণ ঘনত্বের ভারসাম্য রক্ষার প্রাচীন সমস্যার সমাধানে এগিয়ে আসছে। ম্যাগনেসিয়াম কম্পোজিটগুলি এখন প্রায় 7.6 শতাংশ ওজন ক্ষমতা নিয়ে হাইড্রোজেন ধরে রাখতে পারে, যা আসলে 2025 সালের তাদের লক্ষ্যের চেয়ে বেশি। এবং এটি মাত্র 30 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় এটি করে, পুরানো সংস্করণগুলির প্রয়োজনীয় 250 ডিগ্রি তাপমাত্রা থেকে অনেক কম। যখন প্রকৌশলীরা এই ধাতব হাইড্রাইডগুলিকে বিশেষ দশা পরিবর্তন উপকরণগুলির সাথে মিলিত করেন, তখন তারা প্রায় 30 শতাংশ বিপজ্জনক তাপীয় অনিয়ন্ত্রিত বৃদ্ধি কমিয়ে দেন। আমরা এটির প্রমাণও দেখেছি প্রকৃত প্রয়োগের মাধ্যমে - ব্যাকআপ পাওয়ার সিস্টেমগুলি নিরাপত্তা সমস্যা ছাড়াই 12,000 ঘন্টার বেশি সময় ধরে চলছে। এগিয়ে তাকালে, এই অগ্রগতি নিশ্চিতভাবে নিরবচ্ছিন্ন হাইড্রোজেন সংরক্ষণকে একটি অনন্য অবস্থানে রাখছে, যা শিল্পের কঠোর শক্তি প্রয়োজনীয়তা এবং OSHA 1910.103 এর মতো নিয়ন্ত্রক প্রয়োজনীয়তার সাথে সামঞ্জস্য রেখে প্রথম ব্যবহারযোগ্য হাইড্রোজেন বিকল্প হিসাবে দাঁড়াচ্ছে।

মেটাল হাইড্রাইড হাইড্রোজেন সংরক্ষণের বাস্তব অ্যাপ্লিকেশন

স্থির শক্তি সংরক্ষণ: মাইক্রোগ্রিড এবং ব্যাকআপ সিস্টেমে নিরাপদ হাইড্রোজেন

মেটাল হাইড্রাইড হাইড্রোজেন সংরক্ষণের উত্থান আমাদের নির্দিষ্ট অবস্থানের জন্য শক্তি ব্যাকআপ সম্পর্কে চিন্তাভাবনা পরিবর্তন করছে। পারম্পরিক সিস্টেমগুলি ব্যয়বহুল উচ্চ চাপের সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়, কিন্তু মেটাল হাইড্রাইডগুলি নিয়মিত বায়ুমণ্ডলীয় চাপে হাইড্রোজেন সংরক্ষণ করতে পারে। এটি মোটের উপর তাদের আরও নিরাপদ করে তোলে কারণ বিস্ফোরণের ঝুঁকি থাকে না, এই কারণে অনেক সংস্থা তাদের মাইক্রোগ্রিড প্রকল্প এবং জরুরি শক্তির প্রয়োজনে এই ধরনের সিস্টেমের দিকে ঝুঁকছে। গত বছর জার্নাল অফ এনার্জি স্টোরেজে প্রকাশিত গবেষণা অনুসারে, গুরুত্বপূর্ণ সুবিধাগুলিতে ব্যবহারে মেটাল হাইড্রাইড সিস্টেমগুলি নিরাপত্তা মানের 98 শতাংশ পৌঁছায়, যেখানে পুরানো পদ্ধতিগুলি মাত্র 72 শতাংশ মেনে চলতে পারে। বিদ্যুৎ বন্ধ হয়ে গেলে গুরুত্বপূর্ণ অবকাঠামোকে রক্ষা করার ক্ষেত্রে এমন ফাঁক অনেক কিছুই বদলে দেয়।

পরিবহন: ফিউয়েল সেল যানবাহন সলিড-স্টেট হাইড্রোজেন সংরক্ষণ ব্যবহার করে

মেটাল হাইড্রাইড হাইড্রোজেন সংরক্ষণের কারণে গাড়ি এবং অন্যান্য যানবাহন প্রকৃত সুবিধা পায় কারণ এটি কম জায়গা নেয় এবং চলাচলের সময় ভালো কাজ করে। এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে জ্বালানী কোষ যানবাহনকে তরল হাইড্রোজেনের সাথে সংশ্লিষ্ট একই স্থানের সমস্যা মোকাবেলা করতে হয় না বা ভারী চাপের ট্যাঙ্কগুলির অতিরিক্ত ওজন বহন করতে হয় না। গত বছর ইন্টারন্যাশনাল জার্নাল অফ হাইড্রোজেন এনার্জি-তে প্রকাশিত একটি গবেষণায় আরও দেখা গেছে যে: মেটাল হাইড্রাইড সংরক্ষণ সহ ফোরকলিফটগুলি সাধারণ সংকুচিত গ্যাস ট্যাঙ্ক ব্যবহার করা ফোরকলিফটের তুলনায় প্রায় 40 শতাংশ বেশি দূরত্ব অতিক্রম করতে পারে। এই ধরনের সিস্টেমগুলি আরও আকর্ষক করে তোলে তাদের মাইনাস 30 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত হিমায়িত অবস্থায় ভালোভাবে কাজ করার ক্ষমতা দ্বারা। এটি ইলেকট্রিক ডেলিভারি ট্রাক এবং অন্যান্য লজিস্টিক যানবাহনের জন্য একটি বড় সমস্যার সমাধান করে যেখানে প্রায়শই ঠান্ডা আবহাওয়ায় স্টার্ট করা হয় এবং ঐতিহ্যবাহী সিস্টেমগুলি কাজ করতে কষ্ট পায়।

পোর্টেবল পাওয়ার: ড্রোন এবং জরুরি সরঞ্জামে মেটাল হাইড্রাইড সিস্টেম

পোর্টেবল ডিভাইসগুলির জন্য আমাদের হাইড্রোজেন সংরক্ষণের প্রয়োজন যা হালকা হবে এবং সবচেয়ে বেশি প্রয়োজনের সময় ব্যর্থ হবে না। ধাতব হাইড্রাইডগুলি এই ক্ষেত্রে খুব ভালো কাজ করে, প্রতি কেজি সঞ্চিত শক্তির জন্য প্রায় 1.5 কিলোওয়াট-ঘন্টা শক্তি সরবরাহ করে এবং কঠিন পরিবেশেও জিনিসগুলি মসৃণভাবে চালু রাখে। জরুরি প্রতিক্রিয়া সম্পন্ন ড্রোনের উদাহরণ নিন, এই মেশিনগুলি জ্বালানি সরবরাহ ছাড়াই ছয় ঘন্টার বেশি সময় ধরে বাতাসে থাকতে পারে, যা লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ। জার্নাল অফ অ্যালয়জ অ্যান্ড কম্পাউন্ডস-এ প্রকাশিত সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে দুর্যোগের সময় এই ধরনের ব্যবস্থা কতটা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এগুলি দ্রুত মোতায়েন করা যায় এবং চাপের মধ্যে ফুটো হয় না। দূরবর্তী নিগরানি কেন্দ্র এবং সামরিক সরঞ্জামগুলিতেও একই সুবিধাগুলি প্রযোজ্য, যেখানে পারম্পরিক জ্বালানি উৎসগুলি পরিবহন এবং সম্ভাব্য দুর্ঘটনার সম্ভাবনা সৃষ্টি করে।

প্রশ্নোত্তর: ধাতব হাইড্রাইড হাইড্রোজেন সংরক্ষণ

ধাতব হাইড্রাইড কি?

মেটাল হাইড্রাইড হল ধাতব পদার্থ যা হাইড্রোজেন শোষণ এবং নির্গত করতে পারে। এদের গঠনে হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি আবদ্ধ করে রাখার মাধ্যমে এদের হাইড্রোজেন সংরক্ষণ সমাধানগুলিতে ব্যবহার করা হয়, যা কম চাপে সংরক্ষণের অনুমতি দেয়।

ধাতব হাইড্রাইড সংরক্ষণ পদ্ধতি কি ভাবে আরও নিরাপদ যে পদ্ধতিগুলি আগে ব্যবহৃত হতো হাইড্রোজেন সংরক্ষণের জন্য?

সাধারণত ধাতব হাইড্রাইড সংরক্ষণ চাপযুক্ত গ্যাসের ট্যাঙ্কের চাইতে কম চাপের প্রয়োজন হয় এবং তরল হাইড্রোজেন সংরক্ষণের জন্য প্রয়োজনীয় অত্যন্ত ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রা এর প্রয়োজন হয় না। এটি বিস্ফোরণের ঝুঁকি অনেকাংশে কমিয়ে দেয় এবং পরিচালন আরও নিরাপদ করে তোলে।

পরিষ্কার শক্তি সংক্রমণের জন্য ধাতব হাইড্রাইডগুলিকে কেন গুরুত্বপূর্ণ বলে মনে করা হয়?

আরও বেশি সংরক্ষণ ঘনত্ব থাকার কারণে ধাতব হাইড্রাইডগুলি আরও ভালো পদ্ধতি প্রদান করে এবং অতিরিক্ত নবায়নযোগ্য শক্তিকে হাইড্রোজেনে রূপান্তরিত করতে সাহায্য করে, যা করে দক্ষ এবং দীর্ঘস্থায়ী শক্তি সংরক্ষণের অনুমতি দেয়, যা গ্রিডে নবায়নযোগ্য শক্তি উৎসগুলি একীভূত করার জন্য অপরিহার্য।

ধাতব হাইড্রোজেন সংরক্ষণের কিছু প্রয়োগ কি কি?

অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে মাইক্রোগ্রিডে স্টেশনারি শক্তি সঞ্চয়, পরিবহনের জন্য জ্বালানি কোষ যানগুলিতে ব্যবহার এবং ড্রোন এবং জরুরী সরঞ্জামের মতো পোর্টেবল পাওয়ার সমাধান অন্তর্ভুক্ত।

সব ধাতব হাইড্রাইড কি সমানভাবে নিরাপদ?

না, নিরাপত্তা হাইড্রাইডের উপাদান গঠনের উপর নির্ভর করে পৃথক হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, নিকেল-ভিত্তিক খাদ অক্সিডেশন প্রতিরোধে কিছু বিরল-পৃথিবীর বিকল্পগুলির চেয়ে ভালো প্রতিরোধ প্রদান করে, বিভিন্ন পরিবেশে নিরাপত্তা উন্নত করে।