હાઇડ્રોજન ટ્રેનમાં ઇંધણ કેવી રીતે બને છે ? રૉકેટ ટેક્નોલોજી કેમ નથી ઉપયોગી ?
ડીઝલ કે પેટ્રોલ વગર દોડતી હાઇડ્રોજન ટ્રેન આખરે કેવી રીતે ચાલે છે? શું તેમાં મુસાફરી દરમિયાન જ ઇંધણ બને છે? જાણો ફ્યુઅલ સેલ ટેક્નોલોજી પાછળનું સંપૂર્ણ વિજ્ઞાન.
હાઇડ્રોજન ટ્રેનમાં સફર દરમિયાન ઇંધણ આપમેળે તૈયાર થતું નથી. હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતી ટ્રેનો પહેલેથી ભરેલા હાઇડ્રોજનના સંગ્રહ અને ફ્યુઅલ સેલ ટેક્નોલોજી પર આધારિત છે. રૉકેટમાં વપરાતી હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન દહન પદ્ધતિ રેલવે માટે સલામત કે વ્યવહારુ માનવામાં આવતી નથી. હાઇડ્રોજન આધારિત ટ્રેનોને ભવિષ્યનું સ્વચ્છ અને પર્યાવરણ મિત્ર પરિવહન માનવામાં આવે છે. ભારત સહિત ઘણા દેશો આ ટેક્નોલોજી પર કામ કરી રહ્યા છે અથવા તેનો ઉપયોગ શરૂ કરી ચૂક્યા છે. જોકે, ઘણા લોકોના મનમાં એક સવાલ ઊભો થાય છે કે શું ચાલતી ટ્રેન પોતાનું હાઇડ્રોજન ઇંધણ જાતે બનાવી શકે? અને શું તેના માટે રૉકેટ જેવી ટેક્નોલોજી અપનાવી શકાય ?
હાલની હાઇડ્રોજન ટ્રેન કેવી રીતે ચાલે છે?
આજની હાઇડ્રોજન ટ્રેનોમાં ઇંધણ મુસાફરી દરમિયાન તૈયાર થતું નથી. ટ્રેનમાં પહેલેથી જ હાઇડ્રોજન ગેસથી ભરેલા ઉચ્ચ દબાણવાળા ટાંકા લગાવવામાં આવે છે. આ ટાંકા ફ્યુઅલ સેલ સાથે જોડાયેલા હોય છે. ફ્યુઅલ સેલમાં હાઇડ્રોજન અને હવામાંથી મળતી ઓક્સિજન વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયા થાય છે, જેના પરિણામે વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે. આ વીજળી ટ્રેનની ઇલેક્ટ્રિક મોટરને ચલાવે છે. સમગ્ર પ્રક્રિયામાં માત્ર પાણી અને ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે, જ્યારે ધુમાડો કે પ્રદૂષણકારક વાયુઓ બહાર પડતા નથી. ટ્રેનની છત અથવા નીચેના ભાગમાં લગાવવામાં આવેલા હાઇડ્રોજન ટાંકા, ફ્યુઅલ સેલ, બેટરી પેક અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર મળીને આખી સિસ્ટમને કાર્યરત રાખે છે. હાઇડ્રોજનનું રિફ્યુઅલિંગ પણ ડીઝલ ટ્રેનની જેમ ઝડપથી થઈ શકે છે.
રૉકેટ જેવી ટેક્નોલોજી ટ્રેનમાં કેમ ઉપયોગી નથી?
રૉકેટમાં લિક્વિડ હાઇડ્રોજન (LH₂) અને લિક્વિડ ઓક્સિજન (LOX)ને ભેગા કરીને અત્યંત ઊંચા તાપમાને દહન કરવામાં આવે છે, જેના કારણે ભારે થ્રસ્ટ ઉત્પન્ન થાય છે. પરંતુ આવી પદ્ધતિ ટ્રેન માટે અનેક કારણોસર યોગ્ય નથી.
સૌથી મોટું કારણ એ છે કે રૉકેટ એન્જિન અત્યંત ઊંચું તાપમાન ઉત્પન્ન કરે છે, જેને ટ્રેનમાં નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ છે.
બીજું લિક્વિડ ઓક્સિજનને આશરે માઈનસ 183 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર સંગ્રહિત કરવો પડે છે. આવી ક્રાયોજેનિક સિસ્ટમ ટ્રેનમાં લાગુ કરવી ખર્ચાળ અને જોખમી બની શકે છે. અકસ્માતની સ્થિતિમાં ગંભીર વિસ્ફોટનું જોખમ પણ વધી શકે છે.
ત્રીજું રૉકેટ એન્જિન ટૂંકા સમય માટે અત્યંત શક્તિશાળી થ્રસ્ટ આપવા માટે બનાવવામાં આવે છે, જ્યારે ટ્રેનને લાંબા અંતર સુધી સતત અને નિયંત્રિત ગતિએ ચલાવવાની જરૂર હોય છે. આવા ઉપયોગ માટે ફ્યુઅલ સેલ વધુ કાર્યક્ષમ અને ઊર્જા બચાવનાર વિકલ્પ છે.
શું ટ્રેન પોતાનું ઇંધણ જાતે બનાવી શકે?
સૈદ્ધાંતિક રીતે એવી કલ્પના કરી શકાય કે ટ્રેન રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ, સોલર પેનલ અથવા નાના ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરની મદદથી પાણીને હાઇડ્રોજનમાં ફેરવી પોતાનું ઇંધણ તૈયાર કરે. પરંતુ વ્યવહારિક રીતે આ કામ ખૂબ જ મુશ્કેલ છે. પાણીમાંથી હાઇડ્રોજન અલગ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોલિસિસ પ્રક્રિયામાં મોટી માત્રામાં વીજળીની જરૂર પડે છે. ટ્રેન પાસે ઉપલબ્ધ વધારાની વીજળી એટલી નથી કે તે પૂરતું હાઇડ્રોજન તૈયાર કરી શકે. આ ઉપરાંત, આવી સિસ્ટમ લગાવવાથી ટ્રેનનું વજન વધશે, મુસાફરીની ક્ષમતા ઘટશે અને ખર્ચ પણ નોંધપાત્ર રીતે વધી જશે. હાલની ટેક્નોલોજી મુજબ આ મોડેલ વ્યાવસાયિક રીતે સફળ સાબિત થયો નથી.
ભવિષ્યમાં શું શક્ય છે?
આવનારા સમયમાં વધુ કાર્યક્ષમ ફ્યુઅલ સેલ, હલકા હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ ટાંકા અને ગ્રીન હાઇડ્રોજનના ઉત્પાદનથી આ ટેક્નોલોજીમાં વધુ સુધારો થઈ શકે છે. વિજ્ઞાનીઓનું ધ્યાન રૉકેટ જેવી દહન પદ્ધતિ કરતાં સુરક્ષિત ફ્યુઅલ સેલ અને હાઇબ્રિડ ઊર્જા સિસ્ટમ વિકસાવવા પર કેન્દ્રિત છે. ભવિષ્યમાં જો ટ્રેનમાં જ હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવાની ટેક્નોલોજી વિકસે તો પણ તે રૉકેટ જેવી જ્વલન પ્રક્રિયા નહીં, પરંતુ વધુ સુરક્ષિત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ અથવા રાસાયણિક પદ્ધતિ પર આધારિત હશે.
નિષ્કર્ષ
હાલની પરિસ્થિતિમાં ચાલતી હાઇડ્રોજન ટ્રેનમાં રૉકેટ જેવી ટેક્નોલોજીથી ઇંધણ તૈયાર કરવું શક્ય નથી. આજે ફ્યુઅલ સેલ આધારિત હાઇડ્રોજન ટ્રેનો જ સૌથી સલામત, સ્વચ્છ અને વ્યવહારુ વિકલ્પ માનવામાં આવે છે. ભવિષ્યમાં નવી શોધો આ ક્ષેત્રમાં નવી તકો લાવી શકે છે, પરંતુ સુરક્ષા, કાર્યક્ષમતા અને ખર્ચ હંમેશા સૌથી મહત્વના પરિબળ રહેશે.
