ईवीएस – टाइम्स ऑफ इंडिया की दुनिया में आंतरिक दहन इंजन कैसे जीवित रह सकता है

इस लेख के लेखक मनोज कुमार एम. तिरुपति हैं, जो ट्रांसपोर्टेशन डिज़ाइन एंड इंजीनियरिंग के ग्लोबल डिलीवरी हेड हैं। टाटा एलेक्सी
हाइड्रोजन इंजन का परिचय
ए हाइड्रोजन इंजन (HCE) एक इंजन है जो ईंधन के रूप में हाइड्रोजन (H2) का उपयोग करता है। यह एक संशोधित गैसोलीन-संचालित इंजन है, लेकिन यह कार्बन-आधारित प्रदूषण का उत्सर्जन नहीं करता है, जो कार्बन तटस्थता के लिए एक बड़ा लाभ है। यह याद रखना भी महत्वपूर्ण है कि एचसीई से भिन्न होते हैं हाइड्रोजन ईंधन इसमें कोशिकाएं हाइड्रोजन के जलने के माध्यम से अपनी ऊर्जा प्राप्त करती हैं जबकि बाद वाले इसे विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त करते हैं।
एचसीई 4-स्ट्रोक गैसोलीन इंजन (आईसीई) के समान काम करते हैं। लेकिन गैसोलीन की तुलना में, जिसकी ऑक्टेन रेटिंग 90 (प्रीमियम गैसोलीन के लिए) है, हाइड्रोजन की उच्च-ऑक्टेन संख्या 130 है। परिणामस्वरूप, एचसीई की तुलना में एचसीई का वायु-से-ईंधन अनुपात 180:1 का बेहतर है। 37:1 का अनुपात। इस प्रकार, कारें लीन मिक्स (कम ईंधन अधिक हवा) पर चल सकती हैं। HCEs के लिए आयनीकरण ऊर्जा आम तौर पर 0.02 mJ बनाम ICE के लिए 0.24 mJ होती है। आईसीई की तुलना में, एचसीई में ज्वाला वेग भी अधिक होता है, जिससे तेज दहन होता है। इसके अतिरिक्त, हाइड्रोजन में ICE के 250°C की तुलना में 500°C ऑटो-इग्निशन तापमान होता है, जिससे HCEs को बड़े संपीड़न अनुपात की अनुमति मिलती है। हाइड्रोजन के बढ़ते प्रसार के कारण, हवा और ईंधन का संयोजन अधिक प्रभावी ढंग से और तेज़ी से मिश्रित होगा। इसके अलावा, शमन दूरी कम होती है (सिलेंडर की दीवारों के बीच की दूरी और अधिकतम बिंदु जहां दहन की लपटें पहुंचती हैं)। यह गारंटी देता है कि पूरा वायु-ईंधन संयोजन जल जाएगा।
चूंकि पहला इंजन 1806 में बनाया गया था, इसलिए हाइड्रोजन इंजन हाल ही का आविष्कार नहीं है। हालांकि, उच्च हाइड्रोजन लागत और एचसीई के साथ सुरक्षा चिंताओं के कारण गोद लेना केवल निष्क्रिय था। वैकल्पिक ईंधन की खोज ने रुचि को फिर से जगा दिया है।

बाजार का अवलोकन, अपेक्षाएं और संबद्ध चुनौतियां
फ्यूचर मार्केट इनसाइट्स की हालिया रिपोर्ट के अनुसार एचसीई बाजार का मूल्य वर्तमान में 2023 में $18.22 बिलियन है और 2033 तक $46.31 बिलियन होने का अनुमान है। प्रमुख योगदान उत्तरी अमेरिका, यूरोप और APAC क्षेत्रों से अपेक्षित है।
ऑटोमोबाइल क्षेत्र में, विद्युतीकरण को अपनाना पहले के अनसुने स्तरों तक पहुँच गया है। बीईवी में परिवर्तन खनन, कृषि और अन्य ऑफरोड अनुप्रयोगों जैसे उद्योगों में सफल नहीं रहा है, जो तीव्र कंपन और गर्मी उत्पादन के संपर्क में होने के कारण चौबीसों घंटे उच्च बिजली उत्पादन की मांग करते हैं। इंजनों को डीकार्बोनाइज करने के लिए, यह अनुमान लगाया जाता है कि डीजल आधारित इंजनों को तुरंत एचसीई से बदल दिया जाएगा।
एचसीई में संक्रमण कुछ कठिनाइयों को प्रस्तुत करता है जिन्हें ओईएम, टियर-1 और अन्य व्यवसायों को हल करना चाहिए।

प्रमुख बाजार खिलाड़ी
ओईएम और टियर-1 आपूर्तिकर्ताओं ने पहले ही एचसीई को अपनाना शुरू कर दिया है। अमेरिका में बोर्गवर्नर और कमिंस जैसी कंपनियों ने पहले ही हाइड्रोजन इंजन में निवेश करना शुरू कर दिया है। फिर भी, कमिंस ने हाल ही में आयोजित इंडियन ऑटो एक्सपो 2023, ग्रेटर नोएडा, भारत में अपने हाइड्रोजन इंजन का प्रदर्शन किया। वेस्टपोर्ट फ्यूल सिस्टम यूरोप में हेवी-ड्यूटी वाहन अनुप्रयोगों के लिए सक्रिय रूप से एचसीई विकसित कर रहे हैं।
टोयोटा ने कोरोला क्रॉस एचसीई कॉन्सेप्ट व्हीकल उपलब्ध कराया है। टोयोटा और यामाहा द्वारा हाइड्रोजन द्वारा संचालित 5.0-लीटर V8 इंजन भी विकसित किया जा रहा है। इसमें 6500 आरपीएम पर 450 एचपी आउटपुट होगा। मज़्दा, सुबारू और कावासाकी हेवी इंडस्ट्रीज सहित जापानी वाहन निर्माताओं ने भी इस क्षेत्र में अपना अध्ययन शुरू कर दिया है। ऑटो एक्सपो 2023 में एक भारतीय वाणिज्यिक वाहन ओईएम अशोक लेलैंड द्वारा H2-ICE ट्रक भी पेश किए गए थे। उन्होंने रिलायंस इंडस्ट्रीज के साथ H2-ICE ट्रक को इंडिया एनर्जी वीक 2023 में भी प्रदर्शित किया था।

निष्कर्ष
मोटर वाहन क्षेत्र जीवाश्म ईंधन के लिए आदर्श प्रतिस्थापन खोजने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके एक समानांतर मैराथन में प्रतिस्पर्धा कर रहा है। सरकारी एजेंसियों द्वारा लगाए गए कड़े नियम ओईएम और टीयर-1 को कठोर उत्सर्जन मानकों का पालन करने के लिए मजबूर करते हैं। इस मामले में सबसे अच्छा विकल्प हाइड्रोजन इंजन है। आईसीई की तुलना में, हाइड्रोजन इंजनों को ईंधन भरने के लिए समान समय की आवश्यकता होती है, लेकिन बाद वाले को कार्बन तटस्थ होने का प्रमुख लाभ होता है।
हालाँकि, इस परिवर्तन को आर्थिक रूप से व्यवहार्य होने के लिए, महत्वपूर्ण संसाधनों और प्रयासों की आवश्यकता है। एचसीई के लिए संक्रमण अधिक धीरे-धीरे हो रहा है क्योंकि ओईएम और टीयर-1 अभी भी पारंपरिक इंजनों में काफी हद तक लगे हुए हैं जबकि विद्युतीकरण अभी भी उनका प्रमुख फोकस है। इसलिए, हाइड्रोजन इंजनों की सीमा को जल्द से जल्द निर्धारित करना और इस तकनीक में आवश्यक प्रारंभिक व्यय करना महत्वपूर्ण है।
व्यवसायों के लिए एचसीई के लिए आवश्यक बुनियादी ढाँचे का निर्माण करने के लिए, जैसे कि हाइड्रोजन संयंत्र जो हरित हाइड्रोजन और ईंधन भरने वाले स्टेशनों का निर्माण करते हैं, दुनिया भर में सरकार से समर्थन महत्वपूर्ण है। कंपनियों को अपने संचालन के विस्तार में सहायता करने के लिए टैक्स क्रेडिट जैसे प्रोत्साहनों को लागू करना भी आवश्यक है।
एचसीई कारों की खरीद को प्रोत्साहित करने के लिए विज्ञापन के माध्यम से लक्षित उपभोक्ताओं को शिक्षित करने पर भी जोर दिया जाना चाहिए। जब ये कदम हासिल किए जाते हैं, तो एचसीई आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो जाएंगे और अन्य प्रौद्योगिकियों पर प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त हासिल करेंगे।