হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ এবং লিথিয়াম ব্যাটারির মধ্যে প্রযুক্তিগত প্রতিযোগিতা: নীতিগুলি থেকে অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতিগুলিতে পৃথক প্রতিযোগিতা

নতুন শক্তি বিপ্লবের জোয়ারে, হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ এবং লিথিয়াম ব্যাটারি, দুটি মূল শক্তি প্রযুক্তি হিসাবে, স্বতন্ত্র প্রযুক্তিগত পথগুলির মাধ্যমে শক্তি প্রাকৃতিক দৃশ্যকে পুনরায় আকার দিচ্ছে। হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি প্রোটন এক্সচেঞ্জ ঝিল্লিতে বৈদ্যুতিন রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির মাধ্যমে শূন্য-নির্গমন শক্তি রূপান্তর অর্জন করে, যখন লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি শক্তি সঞ্চয় করার জন্য ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে লিথিয়াম আয়নগুলির আন্তঃসংযোগ এবং বিচ্ছিন্নকরণের উপর নির্ভর করে। এই প্রযুক্তিগত প্রতিযোগিতার পিছনে শক্তি ঘনত্ব, রূপান্তর দক্ষতা, অবকাঠামো, ব্যয়-কার্যকারিতা এবং আরও অনেক কিছুর ক্ষেত্রে বহুমাত্রিক পৃথক প্রতিযোগিতা রয়েছে। প্রয়োগের পরিস্থিতিগুলির সাথে তাদের প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যের সামঞ্জস্যতা কার্বন নিরপেক্ষতার যুগে তাদের পরিপূরক এবং প্রতীকী সম্পর্ক নির্ধারণ করে।

I. প্রযুক্তিগত নীতি এবং পারফরম্যান্স পরামিতিগুলিতে মৌলিক পার্থক্য

প্রোটন এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন জ্বালানী কোষ (পিইএমএফসিএস), হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষের ধরণ, হাইড্রোজেন-অক্সিজেন রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির মাধ্যমে বিদ্যুৎ উত্পাদন করে। তাদের মূল সুবিধাগুলি শক্তি ঘনত্ব এবং নিম্ন-তাপমাত্রার অভিযোজনযোগ্যতার মধ্যে থাকে। উদাহরণ হিসাবে টয়োটা মিরাই জ্বালানী সেল যানবাহনটি নিন; এর সিস্টেমের শক্তির ঘনত্ব লিথিয়াম ব্যাটারির চেয়ে 168 গুণ 33.6 কিলোওয়াট\/কেজি\/কেজি পৌঁছায়। তিন মিনিটের মধ্যে একটি একক হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং একটি 800-} কিলোমিটার ড্রাইভিং পরিসীমা সক্ষম করে। এই বৈশিষ্ট্যটি কানাডিয়ান প্যাসিফিক রেলওয়ের (সিপিকেসি) হাইড্রোজেন লোকোমোটিভের 4.4 মেগাওয়াট ট্র্যাকশন ফোর্সের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এটি অত্যন্ত উপযুক্ত করে তোলে, যেখানে ডিজেলের তুলনায় শক্তি খরচ ব্যয় 42% কম এবং পারফরম্যান্স ধরে রাখা এমনকি খুব ঠান্ডা পরিবেশে 95% ছাড়িয়ে যায় (-30} ডিগ্রি)।

অন্যদিকে, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে লিথিয়াম আয়নগুলির স্থানান্তরের মাধ্যমে চার্জ এবং স্রাব অর্জন করে। সমসাময়িক অ্যাম্পেরেক্স টেকনোলজি কোং, লিমিটেড (ক্যাটএল) এর সলিড-স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তির গবেষণা এবং বিকাশের শক্তি ঘনত্বকে 500 ডাব্লু\/কেজি উন্নীত করেছে। তবে, লিথিয়াম আয়নগুলির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য দ্বারা সীমাবদ্ধ, তাদের নিম্ন-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা (40% {4}} ডিগ্রি এ 40% এর ক্ষমতা ক্ষয়) এবং শক্তি ঘনত্ব এখনও হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষের কম কমে যায়।

রূপান্তর দক্ষতার ক্ষেত্রে, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি, সরাসরি শক্তি সঞ্চয় ডিভাইস হিসাবে, একটি শক্তি রূপান্তর দক্ষতা 90%হিসাবে উচ্চ হিসাবে গর্বিত করে। বিপরীতে, হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি "বিদ্যুৎ-হাইড্রোজেন-বৈদ্যুতিনতা" এর একটি গৌণ রূপান্তর প্রক্রিয়াধীন হয়, যার ফলে কেবলমাত্র 35%-45%এর পূর্ণ-চেইন দক্ষতার ফলস্বরূপ। এই দক্ষতার তাত্পর্যটি যাত্রী যানবাহন খাতে বিশেষভাবে স্পষ্ট। টেসলার ভি 4 সুপারচার্জার "5 মিনিটের মধ্যে 200 কিলোমিটার" এর রিচার্জিং গতি অর্জন করতে পারে, যখন হুন্ডাই নেক্সো হাইড্রোজেন জ্বালানী সেল যানবাহনটি একটি 3- মিনিট হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং সত্ত্বেও কেবল একটি 800-}}}}}}}}}}}} Mayge এর সাথে মিলিয়ে যায়। এই প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলি নির্দেশ দেয় যে হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি ভারী শুল্ক পরিবহন এবং স্টেশনারি এনার্জি স্টোরেজ পরিস্থিতিগুলির জন্য আরও উপযুক্ত, অন্যদিকে লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি স্বল্প-দূরত্বের ভ্রমণ এবং পোর্টেবল ডিভাইস অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আধিপত্য বিস্তার করে।

Ii। অবকাঠামো এবং ব্যয়-কার্যকারিতা কাঠামোগত দ্বন্দ্ব

চার্জিং পাইলসের বিশ্বব্যাপী সংখ্যা 18 মিলিয়ন ছাড়িয়েছে, চীন 6.6 মিলিয়ন ইউনিটের জন্য অ্যাকাউন্টিং করেছে। বিপরীতে, হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং স্টেশনগুলির সংখ্যা 400 এরও কম। এই সীমাবদ্ধতা বিচ্ছিন্ন হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং নেটওয়ার্কের কারণে।

বিপরীতে, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি প্যাকগুলির দাম হ্রাস পেয়েছে 0। 5 ইউয়ান\/ডাব্লু। কাঠামোগত উদ্ভাবনের মাধ্যমে বিওয়াইডি -র ব্লেড ব্যাটারি প্রযুক্তি ভলিউম ব্যবহার 50%বৃদ্ধি করেছে, 200, 000 ইউয়ানকে 700 কিলোমিটার ছাড়িয়ে যাওয়ার জন্য ড্রাইভিং রেঞ্জ অর্জনের জন্য বৈদ্যুতিক যানবাহন সক্ষম করে।

ব্যয় বৈপরীত্য রিসোর্স স্বায়ত্তশাসনেও প্রকাশ পায়। আমদানির উপর চীনের লিথিয়াম রিসোর্স নির্ভরতা%০%ছাড়িয়েছে, যখন এর হাইড্রোজেন শক্তি সংস্থান স্বায়ত্তশাসনের হার 98%এ পৌঁছেছে। এই রিসোর্স এন্ডোমেন্টের পার্থক্য হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলিকে ক্রস-আঞ্চলিক পরিবহনে একটি প্রাকৃতিক সুবিধা দেয়, যেমন "ওয়েস্ট হাইড্রোজেন থেকে পূর্ব থেকে পূর্ব" পাইপলাইনের সাথে হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং স্টেশনগুলি নির্মাণে প্রদর্শিত হয়েছে। যদিও টয়োটা মিরাইয়ের জ্বালানী সেল সিস্টেমের ব্যয় 50, 000 মার্কিন ডলার থেকে 18, 000 মার্কিন ডলার থেকে নেমে এসেছে, স্কেলের অর্থনীতির প্রাথমিক উত্থানের ইঙ্গিত দেয়, সবুজ হাইড্রোজেন উত্পাদনের বর্তমান ব্যয় (35 ইউয়ান\/কেজি) এর বৃহত আকারের বাণিজ্যিকীকরণের তুলনায় 2.3 গুণ রয়েছে।

Iii। সুরক্ষা ঝুঁকি এবং পরিবেশগত বৈশিষ্ট্যগুলির দ্বৈত বিবেচনা

হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলির সুরক্ষা ঝুঁকিগুলি প্রাথমিকভাবে হাইড্রোজেন স্টোরেজ এবং পরিবহণের চারপাশে কেন্দ্র করে। প্রোটন এক্সচেঞ্জ ঝিল্লির সরাসরি বৈদ্যুতিন স্থানান্তর প্রতিরোধের ক্ষমতা থাকা সত্ত্বেও, হাইড্রোজেনের অত্যন্ত জ্বলনযোগ্য এবং বিস্ফোরক প্রকৃতির এখনও বিশেষ প্রতিরক্ষামূলক ব্যবস্থা প্রয়োজন। কানাডিয়ান হাইড্রোজেন লোকোমোটিভস ডাবল-লেয়ার হাইড্রোজেন স্টোরেজ ট্যাঙ্কগুলি এবং চাপ সেন্সরগুলি গ্রহণ করে যা এক মিলিয়নে একের নিচে ফুটো সম্ভাবনা নিয়ন্ত্রণ করে।

বিপরীতে, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলির সুরক্ষার ঝুঁকিগুলি মূলত তাপীয় পলাতক থেকে শুরু হয়। ইলেক্ট্রোলাইট অ্যাডিটিভস এবং বিভাজক আবরণের মাধ্যমে ক্যাটেলের "অ-দাবীযোগ্য" ব্যাটারি প্রযুক্তি তাপীয় পলাতক ট্রিগার তাপমাত্রাকে 180 ডিগ্রিতে উন্নীত করেছে।

পরিবেশগত বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পর্কে, হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি হাইড্রোজেন উত্পাদনের জন্য পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ব্যবহার করা হলে তাদের জীবনচক্র জুড়ে শূন্য-নির্গমন অর্জন করতে পারে। ঝাংজিয়াকু বায়ু পাওয়ার-টু-হাইড্রোজেন প্রকল্পটি কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমনকে 120, 000 টন দ্বারা বার্ষিক হ্রাস করে। যাইহোক, ধূসর হাইড্রোজেন (জীবাশ্ম জ্বালানী থেকে উত্পাদিত) একটি কার্বন নিঃসরণের তীব্রতা পেট্রোলের চেয়ে বেশি। লিথিয়াম ব্যাটারি উত্পাদন প্রতি টন লিথিয়াম কার্বনেট 15 টন কার্বন নিঃসরণ উত্পন্ন করে এবং কোবাল্ট এবং নিকেলের মতো ভারী ধাতুগুলির খনির পরিবেশগত ঝুঁকি তৈরি করে। তবুও, বাওস্টিলের হাইড্রোজেন-ভিত্তিক শ্যাফ্ট ফার্নেস আয়রন মেকিং প্রযুক্তি লোহার আকরিকের হাইড্রোজেন হ্রাসের মাধ্যমে প্রতি টন স্টিলের কার্বন নিঃসরণকে 50% হ্রাস করে, শিল্প ডিকার্বোনাইজেশনে হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলির অনন্য মান প্রদর্শন করে।

Iv। প্রয়োগের পরিস্থিতিতে শ্রম ও সহযোগী উদ্ভাবনের পরিশোধিত বিভাগ

যাত্রীবাহী যানবাহনে, চার্জিং নেটওয়ার্কগুলির পরিপক্কতার কারণে লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি 90% মার্কেট শেয়ারের সাথে আধিপত্য বিস্তার করে। টেসলা মডেল 3 4680 ব্যাটারি এবং সেল-টু-চ্যাসিস (সিটিসি) প্রযুক্তির মাধ্যমে প্রতি 100 কিলোমিটার প্রতি 12.5 কিলোওয়াট থেকে শক্তি খরচ হ্রাস করে। বিপরীতে, হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি ভারী শুল্ক পরিবহনে যুগান্তকারী তৈরি করেছে। চীনের পরিকল্পিত "হাইড্রোজেন এনার্জি করিডোর" বেইজিং-তিয়ানজিন-হেবেই অঞ্চল এবং ইয়াংটজি নদী ডেল্টার মতো অঞ্চলগুলিকে কভার করবে, ডিজেলের তুলনায় হাইড্রোজেন-চালিত ভারী ট্রাকের জন্য ক্রস-প্রাদেশিক পরিবহন ব্যয় হ্রাস করবে।

শক্তি সঞ্চয় খাতে, প্রযুক্তিগত সংহতকরণের একটি প্রবণতা উদ্ভূত হচ্ছে। দীর্ঘমেয়াদী শক্তি সঞ্চয় করার জন্য তাত্ক্ষণিক শক্তি এবং হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ নিয়ন্ত্রণ করতে লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহার করে ক্যাটেলের "হাইড্রোজেন-লিথিয়াম হাইব্রিড স্টোরেজ" সিস্টেম সামগ্রিক ব্যয়কে 40% হ্রাস করে। এই সহযোগী উদ্ভাবনটি জাংজিয়াকু শীতকালীন অলিম্পিকের সময় বৈধ করা হয়েছিল, যেখানে 10 মেগাওয়াট হাইড্রোজেন এনার্জি স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশন এবং একটি লিথিয়াম ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ স্টেশন একটি হাইব্রিড সিস্টেম গঠন করে, দ্বিতীয় স্তরের প্রতিক্রিয়া এবং দৈনিক স্তরের শক্তি সঞ্চয় সহ পরিপূরক কর্মক্ষমতা অর্জন করে।

প্রযুক্তিগত পুনরাবৃত্তি এবং নীতি দ্বারা চালিত ভবিষ্যতের সম্ভাবনাগুলি ভি।

হাইড্রোজেন উত্পাদনের জন্য পিইএম ইলেক্ট্রোলাইজারগুলির শক্তি খরচ 4 কিলোওয়াট\/এনএম³ এ নেমে গেছে এবং নিংএক্সিয়ায় ফটোভোলটাইক হাইড্রোজেন উত্পাদনের ব্যয় কয়লা ভিত্তিক হাইড্রোজেনের কাছে পৌঁছেছে। টয়োটা এবং বিএমডাব্লু যৌথভাবে চতুর্থ প্রজন্মের জ্বালানী সেল সিস্টেমটি বিকাশ করেছে, প্ল্যাটিনাম অনুঘটক ব্যবহারকে 90% হ্রাস করেছে এবং ব্যয় 1, 000 মার্কিন ডলার প্রতি কিলোওয়াট কেটে ফেলেছে। লিথিয়াম ব্যাটারি সেক্টরে, সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলির জন্য ভর উত্পাদনের সময়রেখাটি ২০২27 এ উন্নীত করা হয়েছে। বাইডের হিশি 07 ইভি, লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ আয়রন ফসফেট ব্যাটারি দিয়ে সজ্জিত, নিম্ন-তাপমাত্রার পরিসীমা ধরে রাখতে 85%উন্নত হয়েছে।

নীতিমালা স্তরে, ইউরোপীয় ইউনিয়ন ২০৩০ সালের মধ্যে একটি রেলওয়ে ডেকার্বনাইজেশন হারকে ৫০% ছাড়িয়ে যাওয়ার আদেশ দেয় এবং চীন "নতুন শক্তি পরিবহন প্রচার ক্যাটালগ" এ হাইড্রোজেন শক্তি অন্তর্ভুক্ত করেছে। এটি অনুমান করা হয় যে 2040 সালের মধ্যে হাইড্রোজেন এনার্জি টার্মিনাল শক্তির চাহিদা 23% হবে, অন্যদিকে লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি মোবাইল ভ্রমণ বাজারের 45% কভার করবে। এই দ্বৈত-ট্র্যাক শক্তি কৌশল হুন্ডাই নেক্সোর মতো মডেলগুলিকে একটি হাইড্রোজেন-বৈদ্যুতিক দ্বৈত সিস্টেমের মাধ্যমে একটি 900-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} CATL এবং হোন্ডা যৌথভাবে ভারী ট্রাকগুলির জন্য নমনীয় শক্তি পুনরায় পূরণ করার জন্য একটি "ব্যাটারি অদলবদল + হাইড্রোজেন শক্তি" সমাধান তৈরি করেছে।

উপসংহার: শক্তি বিপ্লবে সিম্বিওটিক সহাবস্থানের পথ

হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষ এবং লিথিয়াম ব্যাটারির মধ্যে প্রতিযোগিতা মূলত প্রযুক্তিগত পরিস্থিতিতে শ্রমের একটি পরিশোধিত বিভাগ। লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি, ব্যয়, দক্ষতা এবং অবকাঠামোতে তাদের সুবিধাগুলি সহ স্বল্প-দূরত্বের ভ্রমণ এবং পোর্টেবল ডিভাইস অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অপরিবর্তনীয়। হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষগুলি, তাদের শক্তি ঘনত্ব, ড্রাইভিং রেঞ্জ এবং শিল্প ডেকার্বনাইজেশনের সম্ভাবনা সহ ভারী শুল্ক পরিবহন এবং স্থির শক্তি সঞ্চয় করার জন্য ভবিষ্যতের দিকনির্দেশকে উপস্থাপন করে। ইউরোপীয় ইউনিয়নের "দ্বৈত-ট্র্যাক শক্তি কৌশল" -এর পূর্বাভাস হিসাবে, এই প্রযুক্তিগত বিপ্লবে কোনও একক বিজয়ী নেই। কেবলমাত্র উপাদান উদ্ভাবন, সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন এবং নীতি সমন্বয়ের মাধ্যমে 2060 কার্বন নিরপেক্ষতার লক্ষ্যের অধীনে শক্তি রূপান্তরটি উপলব্ধি করতে পারে। ক্যাটএল এর "হাইড্রোজেন-লিথিয়াম হাইব্রিড স্টোরেজ" সিস্টেমের প্রযুক্তিগত অনুশীলনগুলি এবং টয়োটার "হাইড্রোজেন-বৈদ্যুতিক দ্বৈত সিস্টেম" ইতিমধ্যে হাইড্রোজেন-লিথিয়াম সহযোগিতা এবং বৈচিত্র্যের দ্বারা চিহ্নিত সবুজ ভবিষ্যতে শক্তি বিপ্লব-অবসানকে ডনকে আলোকিত করেছে।