हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों के बीएमडब्ल्यू फील्ड्स पायलट फ्लीट - डेट्रायट ब्यूरो

बीएमडब्ल्यू है iX5 हाइड्रोजन का क्षेत्र-परीक्षण iX SUV का संस्करण, एक प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन ईंधन सेल द्वारा संचालित है जो सीधे ईवी मोटर्स को बिजली खिलाता है। 

बीएमडब्ल्यू समूह को ईंधन सेल ड्राइव विकसित करने के लिए साझेदारी के हिस्से के रूप में टोयोटा मोटर कॉर्प से व्यक्तिगत ईंधन सेल और गैरेट मोशन से वायु पंप प्राप्त होते हैं। टोयोटा पहले ही मार्केटिंग कर चुकी है उत्पादन ईंधन सेल वाहन, मिराई, 2014 से चुनिंदा बाज़ारों में। 

टोयोटा कोशिकाओं का उपयोग करके, बीएमडब्ल्यू समूह अपने म्यूनिख स्थित हाइड्रोजन के लिए "उत्कृष्टता केंद्र" में अत्यधिक कुशल ईंधन सेल सिस्टम का उत्पादन कर रहा है। ईंधन सेल प्रणाली प्रौद्योगिकी बीएमडब्ल्यू iX5 हाइड्रोजन में सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है और बीएमडब्ल्यू का मानना ​​है कि यह काम पूरे गतिशीलता क्षेत्र के परिवर्तन को प्रभावित करेगा। 

“जब उत्सर्जन-मुक्त गतिशीलता की बात आती है तो हाइड्रोजन पहेली में गायब टुकड़ा है। बीएमडब्ल्यू एजी के प्रबंधन बोर्ड के अध्यक्ष ओलिवर जिप्से ने कहा, "दुनिया भर में जलवायु-तटस्थ गतिशीलता को सक्षम करने के लिए अकेले एक तकनीक पर्याप्त नहीं होगी।" 

पीईएम ईंधन सेल कैसे काम करता है

प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) ईंधन सेल एक साधारण ठोस-अवस्था जनरेटर है। कोशिका के अंदर दो प्लेटें होती हैं जो एक पारगम्य झिल्ली से अलग होती हैं। गैस प्रवाह को सुविधाजनक बनाने के लिए प्लेटों को खांचेदार बनाया गया है और एक प्रवाहकीय धातु के साथ लेपित किया गया है। सिस्टम झिल्ली के एक तरफ संपीड़ित हाइड्रोजन और दूसरी तरफ संपीड़ित वायुमंडलीय हवा को प्रवाहित करता है। 

झिल्ली हाइड्रोजन परमाणुओं को पार करने की अनुमति देती है, लेकिन जैसे ही वे गुजरते हैं, हाइड्रोजन परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को अलग कर देती है। इलेक्ट्रॉन कंडक्टरों के माध्यम से कोशिका के दूसरी ओर जाते हैं, जिससे विद्युत धारा उत्पन्न होती है। 

एक बार झिल्ली के पार, हाइड्रोजन परमाणु पानी बनाने के लिए वायुमंडलीय हवा में ऑक्सीजन के साथ बंध जाता है, और परमाणु एक इलेक्ट्रॉन पुनः प्राप्त कर लेता है। इस प्रकार, ईंधन सेल का उत्पादन केवल शुद्ध पानी और बिजली है। 

ईंधन सेल उत्पादन में दो चरण होते हैं: पहला, ईंधन सेल स्टैक बनाने के लिए व्यक्तिगत ईंधन कोशिकाओं को ढेर किया जाता है। फिर, एक संपूर्ण ईंधन सेल प्रणाली बनाने के लिए अन्य सभी घटकों को फिट किया जाता है। बीएमडब्ल्यू समूह ने नई ईंधन सेल प्रणाली के लिए विशेष हाइड्रोजन घटक विकसित किए हैं। इनमें ईंधन सेल के माध्यम से नियमित वायुमंडलीय हवा को धकेलने के लिए एक उच्च-घूमने वाले कंप्रेसर का उत्पादन करने के लिए गैरेट के साथ काम करना शामिल है। 

“हाइड्रोजन एक बहुमुखी ऊर्जा स्रोत है जिसकी ऊर्जा संक्रमण प्रक्रिया और इसलिए जलवायु संरक्षण में महत्वपूर्ण भूमिका है। आख़िरकार, यह नवीकरणीय ऊर्जा के भंडारण और परिवहन के सबसे कुशल तरीकों में से एक है। हमें इस क्षमता का उपयोग गतिशीलता क्षेत्र के परिवर्तन में तेजी लाने के लिए भी करना चाहिए, ”जिप्से कहते हैं। 

ईंधन सेल प्रणाली की चुनौती यह है कि भले ही यह ब्रह्मांड में सबसे आम तत्व है, पृथ्वी पर मुक्त हाइड्रोजन परमाणु दुर्लभ हैं क्योंकि उनकी पानी बनाने के लिए ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ बंधने की प्रवृत्ति होती है। जबकि ग्रह में वस्तुतः हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के महासागर हैं, उन अणुओं को विभाजित करने के लिए हमें ईंधन सेल के माध्यम से पुनः प्राप्त करने की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। 

हालाँकि, वैश्विक नीति परिवर्तन, ईंधन सेल प्रौद्योगिकी में प्रगति और अधिक कड़े उत्सर्जन नियमों ने हाइड्रोजन-संचालित इलेक्ट्रिक वाहनों में तेजी से बढ़ती रुचि में योगदान दिया है। हाइड्रोजन काउंसिल के अनुसार, पिछले दो वर्षों में ही नई हाइड्रोजन परियोजनाओं में $500 बिलियन से अधिक का वित्तपोषण किया गया है।

बीएमडब्ल्यू की ईंधन सेल प्रणाली

बीएमडब्ल्यू ईंधन सेल की आपूर्ति के लिए आवश्यक गैसीय हाइड्रोजन को कार्बन-फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक (सीएफआरपी) से बने दो 700-बार टैंक में संग्रहित किया जाता है। साथ में, वे छह किलोग्राम हाइड्रोजन रखते हैं, जो बीएमडब्ल्यू iX5 हाइड्रोजन को 313 मील की रेंज देता है, जैसा कि WLTP चक्र में मापा जाता है. दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया में उपलब्ध वर्तमान हाइड्रोजन ईंधन भरने वाली प्रणालियों का उपयोग करके हाइड्रोजन टैंकों में ईंधन भरने में केवल तीन से चार मिनट लगते हैं। 

ऑपरेशन के दौरान, हाइड्रोजन पहले से ही टैंकों में संपीड़ित होता है, जबकि वायु घटक गैरेट की नई पीढ़ी, हाइड्रोजन ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए मॉड्यूलर ईंधन-सेल कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित होता है।

“पिछले चार वर्षों से, हम उनकी सटीक आवश्यकताओं के अनुरूप एक उन्नत हाइड्रोजन ईंधन सेल कंप्रेसर विकसित करने के लिए बीएमडब्ल्यू समूह के साथ मिलकर काम कर रहे हैं। यह प्रयास इस साल के अंत में एक गहन, ऑन-रोड परीक्षण के रूप में परिणत होगा,'' गैरेट के उपाध्यक्ष और मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी क्रेग बालिस ने कहा।

ईंधन सेल वाहन में, उत्पन्न बिजली की मात्रा पल-पल की आवश्यकता पर आधारित होती है। आप इस संबंध में इसे गैसोलीन के तुलनीय मान सकते हैं। जब आप त्वरक पेडल दबाते हैं, तो सिस्टम अधिक बिजली की मांग करता है, और ईंधन कोशिकाएं प्रतिक्रिया करती हैं। गैरेट का उच्च-प्रदर्शन इलेक्ट्रिक एयर कंप्रेसर ईंधन सेल सिस्टम की पावर घनत्व और आउटपुट को पल-पल अनुकूलित करने के लिए आवश्यक परिवर्तनीय वायु प्रवाह प्रदान करता है। 

विशेष रूप से इस एप्लिकेशन के लिए, एक नया टरबाइन विस्तारक, जिसे ईंधन सेल स्टैक के आउटलेट से अपशिष्ट ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, पारंपरिक ईंधन सेल कंप्रेसर की तुलना में, वायु संपीड़न के लिए बिजली की खपत में 20% तक की कमी करने में सक्षम बनाता है। गैरेट के मॉड्यूलर, उच्च प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रिक ईंधन सेल कंप्रेसर कंपनी की टर्बो एयरोडायनामिक्स विशेषज्ञता पर निर्भर हैं और 150,000 आरपीएम से अधिक, मानक उद्योग गति से ऊपर काम करते हैं।

“गैरेट उत्पादन और ऑन-रोड अनुभव में वर्षों की प्रदर्शित विशेषज्ञता के साथ हाइड्रोजन इलेक्ट्रिक ईंधन सेल कंप्रेसर तकनीक में अग्रणी है। अगली पीढ़ी हमारी अपनी हाई-स्पीड इलेक्ट्रिक मोटर, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और उन्नत नियंत्रण सहित, सफल डिज़ाइन और इंजीनियरिंग की विरासत पर आधारित है, ”बालिस ने कहा।

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• स्रोत: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/