চীন শূন্য-কার্বন-নিঃসরণকারী সরাসরি কয়লা জ্বালানি কোষ (ZC-DCFC) তৈরি করেছে
শেনজেন বিশ্ববিদ্যালয়ের চীনা বিজ্ঞানীরা জিরো-কার্বন-এমিশন ডাইরেক্ট কোল ফুয়েল সেল (ZC-DCFC) নামে একটি নতুন প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেছেন, যা দহন প্রক্রিয়া এড়িয়ে তড়িৎ-রাসায়নিক অক্সিডেশনের মাধ্যমে কয়লার রাসায়নিক শক্তিকে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে। এটি প্রচলিত কয়লা-ভিত্তিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে তাত্ত্বিক দক্ষতার প্রায় দ্বিগুণ ফলাফল দেয় এবং উৎস থেকে বিশুদ্ধ CO2 সংগ্রহ করে পুনর্ব্যবহারের সুযোগ করে দেয়, যা কয়লা-ভিত্তিক শক্তির জন্য পরিচ্ছন্ন ভবিষ্যতের সম্ভাবনা সৃষ্টির প্রতিশ্রুতি দেয়। যদিও উপকরণ খরচ ও উৎপাদনের পরিমাণ বৃদ্ধির মতো চ্যালেঞ্জ এখনও রয়েছে, এই প্রগাঢ় উদ্ভাবনটি কয়লাকে প্রধান দূষণকারী থেকে পরিচ্ছন্ন শক্তির উৎসে রূপান্তর করতে পারে।
মূল তথ্য
- জেডসি-ডিসিএফসি চূর্ণজাত, শুষ্ক এবং পরিশোধিত কয়লাকে দহন ছাড়াই সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তর করে।
- চীনের শেনজেন বিশ্ববিদ্যালয়ের শি হেপিং-এর নেতৃত্বে একটি দল এটি উন্নয়ন করেছে।
- কয়লাকে অ্যানোড চেম্বারে প্রদান করা হয় এবং অক্সিজেন ক্যাথোডে সরবরাহ করে তড়িৎ-রাসায়নিক অক্সিডেশন ব্যবহার করে।
- স্টিম টারবাইন এবং দহন ছাড়াই সরাসরি রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।
- কার্নো চক্র দ্বারা সীমাবদ্ধ প্রায় ৪০% দক্ষতা সম্পন্ন প্রচলিত কয়লা বিদ্যুৎকেন্দ্রের তুলনায় এর তাত্ত্বিক দক্ষতা প্রায় দ্বিগুণ, কারণ এটি দহন ও তাপীয় থেকে যান্ত্রিক রূপান্তরের শক্তি ক্ষয় এড়ায়।
- অ্যানোড থেকে অত্যন্ত বিশুদ্ধ CO2 উৎপন্ন হয়, যা সংগ্রহ করে সিন্থেসিস গ্যাস এবং সোডিয়াম বাইকার্বোনেটের মতো মূল্যবান শিল্পজাত পণ্যে রূপান্তর করা হয়।
- ভূগর্ভে ২ কিলোমিটার গভীর পর্যন্ত কয়লা স্তর থেকে সরাসরি বিদ্যুৎ উৎপাদনের সম্ভাবনা রয়েছে, যা খননের প্রয়োজন কমাবে।
- বাণিজ্যিক ব্যবহারের জন্য এখনো উপাদান খরচ, স্থায়িত্ব সমস্যা এবং বৃহৎ পরিসরে দক্ষতার জন্য চ্যালেঞ্জ বাকি রয়েছে।
পটভূমি ও প্রেক্ষাপট
পরিচিত কয়লা-ভিত্তিক বিদ্যুৎকেন্দ্রগুলো কয়লা জ্বালিয়ে তাপ উৎপাদন করে, যার ফলে বাষ্প তৈরি হয় এবং সেই বাষ্প টারবাইন চালিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। এই তাপीय প্রক্রিয়া অনেক শক্তি ক্ষয় করে এবং বায়ুমণ্ডলে প্রচুর কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত করে। ZC-DCFC প্রযুক্তি দহনকে তড়িৎ-রাসায়নিক অক্সিডেশন দ্বারা প্রতিস্থাপন করে, ফলে মধ্যবর্তী তাপীয় বা যান্ত্রিক পর্যায় ছাড়াই কয়লার রাসায়নিক শক্তি সরাসরি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই বাইপাস অনেকটাই দক্ষতা বৃদ্ধি করে এবং নির্গমন হ্রাস করে। ২০১৮ সাল থেকে মূলত উপকরণ স্থায়িত্ব, জ্বালানি প্রক্রিয়াকরণ এবং ক্রমাগত জ্বালানি সরবরাহের প্রযুক্তিগত বাধাগুলো কাটিয়ে ওঠার উপর গবেষণা চলছে। বিশ্বের অনেক দেশ, বিশেষত উন্নয়নশীল দেশগুলোতে যেখানে কয়লার উপর নির্ভরশীলতা বেশি, এই প্রযুক্তি কয়লা-ভিত্তিক বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য একটি পরিচ্ছন্ন সম্ভাবনা হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে।
পরীক্ষার জন্য গুরুত্ব / পরীক্ষার প্রাসঙ্গিকতা
এই উদ্ভাবন বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির একটি গুরুত্বপূর্ণ সাম্প্রতিক বিষয় যা বিশেষ করে ভারতে প্রতিযোগিতামূলক পরীক্ষার জন্য প্রাসঙ্গিক, কারণ সেখানে কয়লা শক্তির একটি প্রধান উৎস। পরীক্ষার জন্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্যের মধ্যে রয়েছে প্রযুক্তির নাম এবং সংক্ষিপ্ত রূপ (Zero-Carbon-Emission Direct Coal Fuel Cell - ZC-DCFC), প্রধান প্রতিষ্ঠান এবং বিজ্ঞানী (Shenzhen University, Xie Heping), প্রধান বৈজ্ঞানিক নীতি (কয়লার তড়িৎ-রাসায়নিক অক্সিডেশন), এর সুবিধা (উচ্চতর শক্তি দক্ষতা এবং কার্বন শোজণ), এবং পরিবেশগত প্রভাব (কয়লা ব্যবহার থেকে প্রায় শূন্য কার্বন নির্গমন)। প্রশ্নে বিশ্বব্যাপী কয়লা বিদ্যুত্বকে কার্বনমুক্ত করার প্রচেষ্টা এবং উদীয়মান পরিচ্ছন্ন কয়লা প্রযুক্তিও থাকতে পারে।
মনে রাখার বিষয়
- ZC-DCFC এর পূর্ণরূপ: Zero-Carbon-Emission Direct Coal Fuel Cell।
- চীনের Shenzhen University-তে শি হেপিং-এর নেতৃত্বে এটি উন্নয়ন করা হয়েছে।
- কয়লার রাসায়নিক শক্তিকে দহন ছাড়াই তড়িৎ-রাসায়নিক অক্সিডেশন পদ্ধতিতে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তর করে।
- এই প্রক্রিয়া কার্নো চক্রের সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করে, ফলে তাত্ত্বিক দক্ষতা প্রায় দ্বিগুণ হয়।
- অত্যন্ত বিশুদ্ধ CO2 উৎপাদন করে, যা সংগ্রহ করে দরকারি পণ্যে রূপান্তর করা হয়, ফলে কার্বন ক্যাপচার ও ব্যবহারকে সহায়তা করে।
- ভূগর্ভের কয়লা স্তর থেকে সরাসরি বিদ্যুৎ উৎপাদন সম্ভব, যা খনির পরিবেশগত প্রভাব কমায়।
- বাণিজ্যীকরণের আগে উপাদান খরচ, জ্বালানি প্রক্রিয়াকরণ, সেলের স্থায়িত্ব এবং বৃহৎ পরিসরে সমন্বয় ইত্যাদি চ্যালেঞ্জ রয়েছে।