Home » විශේෂාංග » හයිඩ්‍රජන් වාහන තාක්‍ෂණය » හයිඩ්‍රජන් වාහන තාක්‍ෂණික විමසුම: ලිපි අංක 01

හයිඩ්‍රජන් වාහන තාක්‍ෂණික විමසුම: ලිපි අංක 01

හයිඩ්‍රජන් වාහනයක් යනු කුමක්ද?   
  හයිඩ්‍රජන් වාහන යනු මොනවාද යන්න නිවැරදිව අවබෝධ කර ගැනීම එහි පසුබිම් තාක්‍ෂණය ගැන හැදෑරීමට ප්‍රථම සිදු කල යුතු කාර්යයකි. එබැවින් පළමුව අපි හයිඩ්‍රජන් වාහනයක් යනු කුමක්ද යන්න නිවැරදිව අවබෝධ කර ගනිමු.
  අපි එන්දිනෙදා ව්‍යවහාරයේදී රථ වාහන ඩීසල් වාහන හෝ පෙට්‍රල් වාහන ලෙස හැඳින්වීමට පුරුදුව සිටිමු. මෙහි දී ඩිසල් වාහනයක් ලෙස අප හඳුන්වන්නේ ඉන්ධන ලෙස ඩීසල් යොදා ගන්න වාහන වන අතර පෙට්‍රල් වාහන ලෙස හඳුන්වන්නේ ඉන්ධන වශයෙන් පෙට්‍රල් යොදාගෙන ධාවනය වන වාහන ය. මෙම නාමකරණය අනුව යමින් හයිඩ්‍රජන් වාහන යන්න නිර්වචනය කල හොත්, හයිඩ්‍රජන් වාහනයක් යනු ඉන්ධනයක් වශයෙන් හයිඩ්‍රජන් භාවිතා කර ධාවනය වන වාහනයකි. නමුත් මෙහිදී මතක තබාගත යුතු ඉතා වැදගත් කරුණක් ඇත. එනම්, පෙට්‍රල් සහ ඩීසල් වාහන අතර බොහෝ සමානකම් පැවතියද හයිඩ්‍රජන් වාහන සහ පෙට්‍රල් හෝ ඩිසල් වාහන අතර ඉතා විශාල වෙනස්කම් ඇත. මෙහි ප්‍රධානතම වෙනස ඇත්තේ ජව සැපයුම් පද්ධතියේ ය. පෙට්‍රල්/ ඩීසල් වාහන වල එන්ජිමක් ඇත (අභ්‍යන්තර දහන එන්ජිම : Internal Combustion Engine). මෙමගින් ඉන්ධන වල (පෙට්‍රල් හෝ ඩීසල්) ඇති රසායනික ශක්තිය ප්‍රථමයෙන් තාප ශක්තිය බවටත් ඉන්පසුව යාන්ත්‍රික ශක්තිය බවටත් පරිවර්තනය කර වාහනය ධාවනය සඳහා අවශ්‍ය ජවය ලබා දේ. එහෙත් හයිඩ්‍රජන් වාහන වල මෙසේ එන්ජිමක් නැත. ඒ වෙනුවට ඇත්තේ fuel cell නම් වූ උපකරණයකි. (රූප සටහන 1 බලන්න) මෙහි ක්‍රියාකාරිත්වය එන්ජිමේ ක්‍රියාකාරිත්වයට වඩා සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ය. මෙම උපකරණය මගින් දහනයකින් තොරවම ඉන්ධන (හයිඩ්‍රජන්) වල ඇති රසායනික ශක්තිය සෘජුවම විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි. ඉන්පසු මෙම විද්‍යුත් ශක්තිය විදුලි මෝටර් හරහා යාන්ත්‍රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කර වාහනය ධාවනය සඳහා අවශ්‍ය ජවය ලබා දේ. මේ අනුව බලන විට හයිඩ්‍රජන් වාහනයක් වඩාත්ම සමීප වන්නේ විදුලි වාහන වලට ය (electric vehicles). කෙසේ වෙතත් සාමාන්‍ය විදුලි වාහනයක් සහ හයිඩ්‍රජන් වාහනයක් අතර ද ප්‍රධාන වෙනස්කමක් ඇත. දැනට වෙළඳපොලේ ඇති සාමාන්‍ය විදුලි වාහන (උදා:Nissan leaf, Tesla) ධාවනය වන්නේ එහි ඇති බැටරි වල ගබඩා කර ඇති ශක්තියෙනි. (මේ නිසා මෙම වාහන වඩාත් නිවැරදිව හඳුන්වන්නේ battery electric vehicles  ලෙසිනි). එබැවින් බැටරි විසර්ජනය වූ විට ඒවා විදුලි පෙනුවකට සම්බන්ධ කර නැවත ආරෝපණය කල යුතුය.   මෙය සාමාන්‍යයෙන් පැය කිහිපයක් ගතවන කටයුත්තකි. එබැවින් මවැනි වාහන එක දිගට ධාවනයේ යෙදවිය නොහැක. නමුත් හයිඩ්‍රජන් වාහනයක ඉන්ධන (හයිඩ්‍රජන්) අවසන් වූ පසු පෙට්‍රල්/ඩීසල් වාහන ඉන්ධන ලබා ගන්නා අයුරින්ම පිරවුම් හලකට ගොස් හයිඩ්‍රජන් පුරවාගත හැක. ඒ සඳහා ගත වන්නේ මිනිත්තු 2-3ක් වැනි කෙටි කාලයකි. (රූප සටහන 2 බලන්න).  මේ අනුව බලන විට හයිඩ්‍රජන් වාහනයක් යනු එයටම ආවේනික වූ ගති ලක්ෂණයන්ගෙන් යුතු වාහනයකි. ඉහත ඉදිරිපත් කල කෙටි පැහැදිලි කිරිම අනුව, හයිඩ්‍රජන් වාහනයක් යනු ඉන්ධන වශයෙන් හයිඩ්‍රජන් භාවිත කර එමගින් විදුලිය නිපදවා එම විදුලියෙන් ධාවනය වන වාහනයක් බව ඔබට පැහැදිලි වනු ඇති.

wwwරූප සටහන 1

රූප සටහන 1: Fuel cell stack
(www.evworld.com වෙබ් අඩවියෙන්)

Hydrogen re-fuelling -www.autoevolution.com

රූප සටහන 2: Hydrogen re-fueling
(www.autoevolution.com වෙබ් අඩවියෙන් )

      හයිඩ්‍රජන් වායුව ඉන්ධනයක් ලෙස භාවිත කිරීමේ සංකල්පය යතාර්ථයක් බවට පත් කිරීම සඳහා මුලික වන උපාංගය fuel cell එක වේ. (මෙය වාහන වලට පමණක් යොදා ගන්නා දෙයක් නොව, හයිඩ්‍රජන් යොදාගෙන මහා පරිමාණ වශයෙන් විදුලිය නිපදවීම සඳහා ද යොදා ගන්නේ මෙම උපකරණයන් ම ය. මේ ගැන විස්තර පසුව සාකච්ඡා කරමු)  එබැවින් හයිඩ්‍රජන් වාහන fuel cell වාහන හෝ hydrogen fuel cell වාහන ලෙසද හඳුන්වයි.
   හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධන පිරවීම ගැන සඳහන් කල බැවින් ඒ ගැන ද කෙටි සටහනක් තැබීම උචිත යැයි සිතමි. හයිඩ්‍රජන් යනු වායුවකි. එය ද්‍රව බවට පත්වන්නේ -253C වැනි ඉතා පහල උෂ්ණත්ව වලදී ය. එබැවින් වාහනය සඳහා හයිඩ්‍රජන් යොදා ගන්නේ වායුවක් ලෙසින් ය. සාමාන්‍යයෙන් දැනට නිපදවා ඇති බොහොමයක් හයිඩ්‍රජන් වාහන 70MPa පීඩනයේ ඇති හයිඩ්‍රජන් වායුව සිය ටැංකි තුල ගබඩා කර ගනී.

හයිඩ්‍රජන් වාහන තාක්‍ෂණයේ වාසි
1. පරිසර හිතකාමිත්වය
       හයිඩ්‍රජන් වාහන වලින් පරිසර දුෂණය සඳහා බලපාන කිසිදු අහිතකර වායුවක් පිට නොවේ. මෙහි පිටාර බටයෙන් නිකුත් වන්නේ සුපිරිසිදු ජලය පමණි. එබැවින් මෙම වාහන Zero emission වාහන ලෙස ඛාණ්ඩ ගතකර ඇත.

2.ඉහල ඉන්ධන කාර්යක්‍ෂමතාවය  
   සාමාන්‍යයෙන් අභ්‍යන්තර දහන එන්ජිමක කාර්යක්‍ෂමතාවය ඉතා පහල අගයක පවතී (සාමාන්‍යයෙන් 20% -40% පමණ). එබැවින් ඉන්ධන වලින් ලබා දෙන ශක්තියෙන් විශාල කොටසක් නිකරුනේ හානි වී යයි. විශේෂයෙන්ම අභ්‍යන්තර දහන එන්ජිමක සිදුවන දහන ක්‍රියාවලිය හේතුවෙන් කාර්යක්‍ෂමතාවය ඉහල නැංවීමේදී තාප ගතිවිද්යාත්මක සීමාවන් පැනවේ. එබැවින් කෙතරම් පර්යේෂණ සිදු කලද අභ්‍යන්තර දහන එන්ජිමක කාර්යක්‍ෂමතාවය විශාල ලෙස ඉහල දැමිය නොහැක. (සැයු: විශාල ලෙස ඉහල දැමිය නොහැක මිසක් ඉහල දැමිය නොහැක නොවේ) ඔබ තාප ගතිවිද්‍යාව තරමක් ගැඹුරින් අධ්‍යයනය කර ඇති නම් Carnot efficiency සිමාවන් පිළිබඳව ඔබට අවබෝධයක් ඇතිවාට සැකයක් නැත.

    Fuel cell එකක සාමාන්‍ය කාර්යක්‍ෂමතාවය 60% -70% පමණ අගයක් ගන්නා අතර මෙහි අභ්‍යන්තරයේ දහන ක්‍රියාවලියක් සිදු නොවන බැවින් කාර්යක්‍ෂමතාවය ඉහල නැංවීම සඳහා බාදක නොමැත. ඉහල කාර්යක්‍ෂමතාවය නිසා ඉන්ධන ඉන්ධන  නාස්තිය ඉතා අවම මට්ටමක පවතී.. 
     ඉන්ධන කාර්යක්‍ෂමතාවය වඩාත් සරළව මෙසේ පැහැදිලි කළ හැක. කාර්යක්‍ෂමතාවය 30% ක් වූ වාහනයකින් ගමනක් යෑම සඳහා ඉන්ධන වෙනුවෙන් ඔබ රුපියල් 100ක් වියදම් කරන විට එම රුපියල් 100න් රුපියල් 70ක් ම නාස්ති වේ. ගමන සඳහා සැබෑවටම යෙදවෙන්නේ රුපියල් 30ක් පමණි. නමුත්  ඔබ කාර්යක්‍ෂමතාවය 80%ක් වූ වාහනයකින් ගමනක් යෑමට ඉන්ධන සඳහා රුපියල් 100ක් වැය කරන විට එම මුදලින් රුපියල් 80ක්ම ගමන සඳහා යෙදවෙන අතර නාස්ති වන්නේ රුපියල් 20ක් පමණි. එබැවින්, කාර්යක්‍ෂමතාවය  අතින් ඉහල වාහන මුල්‍යමය වශයෙන් ලාබදායකය.

3.ඉන්ධන සුලබතාවය
හයිඩ්‍රජන් යනු විශ්වය තුල ඉතාම සුලබ මුලද්‍රව්‍යයකි. (මෙය වායුවක් ලෙස සුලබ නොවුවද වෙනත් මුලද්‍රව්‍ය සමග සංගතව ඉතාම සුලබ ලෙස පවතී, උදා: ජලය). එබැවින් ඉන්ධන හිඟයක් ඇති නොවේ. පෙට්‍රල් ඩීසල් වැනි ඉන්ධන සුලබව ඇත්තේ ඉතාම සීමිත රටවල් කිහිපයකට පමණි. එබැවින් මේ වන විට බරපතල ඉන්ධන බල අධිකාරියක් ගොඩ නැගී ඇත. නමුත් හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධන නිපදවීම ඕනෑම රටකට සිදු කල හැකි  කාර්යයක් බැවින් එවැනි බල අධිකාරි ගොඩනැගීම වැලකී එමගින් සිදුවන සමාජ ආර්ථික බලපෑමෙන් මිදීමේ හැකියාව ලැබේ.

මීළඟ ලිපිය… හයිඩ්‍රජන් වාහනයක ක්‍රියාකාරිත්වය හඳුනා ගනිමු.

මෙම ලිපිය අනවසරයෙන් වෙනත් මාධ්‍ය වල (මුද්‍රිත හෝ විද්‍යුත්)  පළකිරීම සපුරා තහනම් ය. අපි  කතෘ අයිතියට ගරු කරන නමුත් දැනුම බෙදා ගැනීම සඳහා කිසිදු බාධාවක් සිදු  නොකරමු. එබැවින් ලිපිය උපුටා ගැනීමට අවශ්‍ය නම් ඒ සඳහා අවසර ලබා ගැනීමට admin@vidulowin.lk  වෙත ලියන්න. 

 

ඔබේ අදහස් කියන්න....
Author: vidulowin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *