வினையூக்கி நிலைத்தன்மையில் முன்னேற்றம்
குறைந்த வெப்பநிலை ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு புதிய வினையூக்கி கட்டமைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெளியிட்டுள்ளனர், இது 150,000 செயல்பாட்டு சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு அதன் ஆரம்ப செயல்திறனில் 85% ஐத் தக்கவைத்து குறிப்பிடத்தக்க ஆயுளை நிரூபிக்கிறது. இந்த முன்னேற்றம் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தின் முக்கிய சவால்களில் ஒன்றை நிவர்த்தி செய்கிறது: காலப்போக்கில் வினையூக்கிகளின் சிதைவு, இது ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்களின் ஆயுட்காலம் மற்றும் வணிக நம்பகத்தன்மையை வரம்பிட்டுள்ளது.
விஞ்ஞானிகள் குழுவால் உருவாக்கப்பட்ட இந்த வினையூக்கி, எரிபொருள் செல்லின் உள்ளே உள்ள கடுமையான நிலைமைகளைத் தாங்கும் வகையில் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அங்கு மீண்டும் மீண்டும் தொடக்க-நிறுத்த சுழற்சிகள் மற்றும் ஏற்ற இறக்கமான சுமைகள் பொருள் சோர்வை ஏற்படுத்தும். அதிக எண்ணிக்கையிலான சுழற்சிகளில் உயர் செயல்திறனைப் பராமரிப்பதன் மூலம், இந்த புதிய வினையூக்கி எரிபொருள் செல்களின் செயல்பாட்டு ஆயுளை கணிசமாக நீட்டிக்க முடியும், இது வாகனங்கள் முதல் நிலையான மின் உற்பத்தி வரையிலான பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை மிகவும் நடைமுறைக்குரியதாக ஆக்குகிறது.
ஆயுள் சவாலை நிவர்த்தி செய்தல்
பெரும்பாலும் பிளாட்டினத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட பாரம்பரிய எரிபொருள் செல் வினையூக்கிகள், துகள் வளர்ச்சி, கரைதல் மற்றும் கார்பன் ஆதரவு அரிப்பு காரணமாக சிதைவுக்கு உள்ளாகின்றன. இந்த சிக்கல்கள் மின்வேதியியல் மேற்பரப்பு பகுதி மற்றும் வினையூக்கி செயல்பாட்டின் படிப்படியான இழப்புக்கு வழிவகுக்கும், இது செயல்திறன் மற்றும் மின் உற்பத்தியைக் குறைக்கிறது. புதிய வினையூக்கி கட்டமைப்பு, புதுமையான கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் பொருள் கலவை மூலம் இந்த சிதைவு வழிமுறைகளைத் தணிப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.
வினையூக்கியின் கலவை மற்றும் கட்டமைப்பின் சரியான விவரங்கள் கிடைக்கக்கூடிய தகவல்களில் முழுமையாக வெளியிடப்படவில்லை என்றாலும், 150,000 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு புகாரளிக்கப்பட்ட செயல்திறன் தக்கவைப்பு வழக்கமான வினையூக்கிகளை விட குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது. சூழலுக்காக, வழக்கமான வாகன எரிபொருள் செல் அடுக்குகள் சுமார் 5,000 முதல் 10,000 மணிநேரம் வரை நீடிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, செயல்திறன் சிதைவு அவற்றின் ஆயுட்காலத்தின் முடிவில் ஒரு முக்கிய காரணியாக உள்ளது. 150,000 சுழற்சிகளை கணிசமான இழப்பின்றி தாங்கக்கூடிய ஒரு வினையூக்கி, எரிபொருள் செல்கள் மிக நீண்ட காலம் நீடிக்க உதவும், பராமரிப்பு செலவுகளைக் குறைக்கும் மற்றும் ஒட்டுமொத்த பொருளாதாரத்தை மேம்படுத்தும்.
ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் தத்தெடுப்பிற்கான தாக்கங்கள்
போக்குவரத்து மற்றும் கனரக தொழில்துறையை கார்பன் நீக்கம் செய்வதற்கான முக்கிய தொழில்நுட்பமாக ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்கள் அதிகளவில் காணப்படும் நேரத்தில் இந்த முன்னேற்றம் வருகிறது. எரிபொருள் செல்கள் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் விரைவான எரிபொருள் நிரப்பும் நேரங்களை வழங்குகின்றன, இது நீண்ட தூர டிரக்குகள், பேருந்துகள், ரயில்கள் மற்றும் கடல் கப்பல்களுக்கு கவர்ச்சிகரமானதாக அமைகிறது. இருப்பினும், பிளாட்டினத்தின் அதிக விலை மற்றும் எரிபொருள் செல் கூறுகளின் வரையறுக்கப்பட்ட ஆயுள் ஆகியவை பரவலான தத்தெடுப்பிற்கு முக்கிய தடைகளாக உள்ளன.
வினையூக்கி நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதன் மூலம், இந்த புதிய முன்னேற்றம் எரிபொருள் செல் அமைப்புகளின் உரிமையின் மொத்த செலவைக் குறைக்கும். நீண்ட காலம் நீடிக்கும் வினையூக்கிகள் குறைவான மாற்றீடுகள் மற்றும் குறைவான வேலையில்லா நேரத்தைக் குறிக்கின்றன, இது வணிக கடற்படை ஆபரேட்டர்களுக்கு முக்கியமானது. கூடுதலாக, வினையூக்கி செயல்திறனை தியாகம் செய்யாமல் பிளாட்டினம் சுமையை குறைக்க அனுமதித்தால், அது எரிபொருள் செல் அடுக்குகளின் விலையை நேரடியாகக் குறைக்கலாம், இது உள் எரிப்பு இயந்திரங்கள் மற்றும் பேட்டரி-மின்சார அமைப்புகளுடன் போட்டியிடக்கூடியதாக ஆக்குகிறது.
சாத்தியமான பயன்பாடுகள் மற்றும் எதிர்கால ஆராய்ச்சி
புதிய வினையூக்கி குறைந்த வெப்பநிலை ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அவை சுமார் 60-80°C வெப்பநிலையில் இயங்குகின்றன. இவை வாகன மற்றும் சிறிய சாதன பயன்பாடுகளுக்கான மிகவும் பொதுவான எரிபொருள் செல் வகையாகும். 150,000 சுழற்சிகளுக்கு மேல் செயல்திறனை பராமரிக்கும் திறன், தங்கள் வாழ்நாளில் அதிக மைலேஜைக் குவிக்கும் கனரக டிரக்குகள் போன்ற அதிக தேவையுள்ள பயன்பாடுகளில் எரிபொருள் செல்களைப் பயன்படுத்த உதவும்.
எதிர்கால ஆராய்ச்சி இந்த வினையூக்கியின் உற்பத்தியை அளவிடுதல், அதன் செலவு-செயல்திறனை உறுதி செய்தல் மற்றும் முழு அளவிலான எரிபொருள் செல் அடுக்குகளில் ஒருங்கிணைப்பதில் கவனம் செலுத்தும். கூடுதலாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதிக வெப்பநிலையில் இயங்கும் அல்லது மெத்தனால் போன்ற மாற்று எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்தும் மற்ற வகை எரிபொருள் செல்களுக்கும் இதே கட்டடக்கலைக் கொள்கைகளைப் பயன்படுத்த முடியுமா என்பதை ஆராயலாம்.
முடிவு
150,000 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு 85% செயல்திறனைத் தக்கவைக்கும் ஒரு வினையூக்கியின் வளர்ச்சி ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க படியாகும். ஹைட்ரஜனை ஆற்றல் கேரியராக பரவலாகப் பயன்படுத்துவதில் பல சவால்கள் இருந்தாலும், வினையூக்கி ஆயுளில் ஏற்படும் முன்னேற்றங்கள், எரிபொருள் செல்கள் வாகனங்களை நம்பத்தகுந்த முறையில் இயக்கக்கூடிய மற்றும் சுத்தமான ஆற்றலை வழங்கக்கூடிய ஒரு எதிர்காலத்தை நெருங்க உதவுகிறது. ஆராய்ச்சி தொடர்வதால், இந்த முன்னேற்றம் ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரத்திற்கு மாற்றத்தை விரைவுபடுத்துவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கக்கூடும்.
இந்த கட்டுரை இன்டரெஸ்டிங் இன்ஜினியரிங் அறிக்கையின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on interestingengineering.com