இயந்திர சக்தியை உருவாக்க எரிபொருளை எரிக்கும் வழக்கமான டீசல் இன்ஜின்களைப் போல் இல்லாமல், ஒரு ஹைட்ரஜன் ரயில், புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு (Proton Exchange Membrane (PEM) எரிபொருள் மின்கலம் வடிவில் ஒரு சிறிய மின் உற்பத்தி நிலையத்தைத் கொண்டுள்ளது.
தற்போதைய செய்தி: ஹரியானாவின் ஜிந்த் மற்றும் சோனிபட் இடையே 89 கி.மீ தூரத்திற்கு இயக்கப்படவுள்ள இந்தியாவின் முதல் ஹைட்ரஜன் ரயில் சேவையை, பிரதமர் நரேந்திர மோடி இன்று தொடங்கி வைக்கவுள்ளார். இந்திய ரயில்வே நிலக்கரி மற்றும் நீராவியிலிருந்து தூய்மையான, நிலையான எரிசக்தி ஆற்றல்களை நோக்கி மாறிவரும் நிலையில், இது ஒரு புதிய தொடக்கத்தைக் குறிக்கிறது" என்று மத்திய ரயில்வே அமைச்சர் அஸ்வினி வைஷ்ணவ் இந்த வாரத் தொடக்கத்தில் செய்தியாளர்களிடம் கூறியிருந்தார்.
ஹைட்ரஜனால் இயங்கும் ரயில் (Hydrogen-powered train) என்றால் என்ன?
இந்தியாவின் முதல் ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் இரயில், 2,600 பயணிகளை ஏற்றிச் செல்லும் திறனுடைய, பத்து பெட்டிகளைக் கொண்ட ஒரு ரயில் தொகுப்பாகும். மிகவும் தூய்மையான எரிபொருளான ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தி, இந்த இரயில் தனக்குத் தேவையான மின்சாரத்தை இரயிலுக்குள்ளேயே உற்பத்தி செய்கிறது.
மேல்நிலை மின்கம்பிகளில் இருந்து மின்சாரத்தைப் பெறும் வழக்கமான மின்சார ரயில்களைப் போல் இல்லாமல், இந்த ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் மின்கலத் தொடர்வண்டியானது, ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனுக்கு இடையேயான ஒரு வேதிவினை (Chemical Reaction) மூலம் ரயிலுக்குள்ளேயே மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது. இதன் ஒரே துணை விளைபொருள் நீராவி மட்டுமே இருக்கும். இந்த ரயில், ஜிந்த்-சோனிபட் வழித்தடத்தில் மணிக்கு 75 கி.மீ. இயக்க வேகத்திலும், மணிக்கு 110 கி.மீ. வடிவமைப்பு வேகத்திலும் இயக்கப்படும்.
இந்தத் ரயில் இரண்டு ஹைட்ரஜன் மூலம் இயங்கும் பெட்டிகளையும் (Driving Power Cars (DPCs)) 8 இழுவைப் பெட்டிகளையும் (Trailer Coaches (TCs)) கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு ஹைட்ரஜன் உந்துசக்திப் பெட்டியிலும் எரிபொருள் கலன்கள், லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (lithium iron phosphate (LFP)) மின்கலங்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு உருளைகள் உள்ளன. இவை அனைத்தும் சேர்ந்து இழுவைச் சக்தியை வழங்குவதோடு, மாறுபட்ட இயக்கச் சூழல்களிலும் ரயில் நம்பகத்தன்மையுடன் இயங்குவதை உறுதி செய்கின்றன.
ரயிலின் இரு முனைகளிலும் தலா ஒரு ஹைட்ரஜன் மூலம் இயங்கும் பெட்டி (Driving Power Car (DPC)) அமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு இயங்கும் பெட்டியும் 1,200 கிலோவாட் (kW) அல்லது 1,600 குதிரைத்திறன் (Horsepower (hp)) சக்தியை உற்பத்தி செய்கிறது. இந்த இரண்டு பெட்டிகளும் இணைந்து செயல்பட்டு, முழு ரயிலையும் மணிக்கு 110 கிலோமீட்டர் வேகம் வரை இயக்குவதற்குத் தேவையான சக்தியை வழங்குகின்றன.
இந்த ரயிலுக்கான ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் எங்கிருந்து கிடைக்கிறது?
ஜிந்த் நகரில் நிறுவப்பட்டுள்ள பிரத்யேக ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு, அழுத்தம் கூட்டுதல் (compression) மற்றும் விநியோக வசதி போன்றவை எரிபொருள் நிரப்பும் பணிகளுக்கு உதவும் என்று இந்திய ரயில்வே தெரிவித்துள்ளது. பெட்ரோல் பங்க் அல்லது அழுத்தப்பட்ட இயற்கை எரிவாயு (Compressed Natural Gas (CNG)) நிலையத்தைப் போலவே, இந்த ரயிலுக்கும் எரிபொருள் நிரப்புவதற்கான ஒரு நிலையம் தேவைப்படுகிறது.
முதலில், பசுமை ஹைட்ரஜன் ஆலையில் மின்பகுப்பு (Electrolysis) முறையின் மூலம் நீர், மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்சிஜன் ஆகப் பிரிக்கப்படுகிறது. உற்பத்தி செய்யப்பட்ட ஹைட்ரஜன், பிரத்யேகமாக உருவாக்கப்பட்ட சேமிப்புத் தொட்டிகளில் பாதுகாப்பாக சேமிக்கப்படுகிறது.
இரண்டாவது கட்டத்தில், உற்பத்தி செய்யப்பட்ட ஹைட்ரஜன் 500 பார் அழுத்தத்திற்கு சுருக்கப்படுகிறது. இதன் மூலம், குறைந்த இடத்தில் அதிக அளவு ஹைட்ரஜனை சேமிக்க முடியும். இறுதியாக, 350 பார் என்ற சீரான அழுத்தத்தில் இரண்டு தனித்தனி ஹைட்ரஜன் விநியோகக் கருவிகள் மூலம் இது விநியோகிக்கப்படுகிறது. இதன் மூலம் இரண்டு ஹைட்ரஜன் ரயில்களிலும் ஒரே நேரத்தில் எரிபொருளை நிரப்ப முடிவதுடன், செயல்பாட்டுக்கான கால அவகாசமும் குறைக்கப்படுகிறது. இந்த வசதி ஒரே நேரத்தில் 3,000 கிலோ ஹைட்ரஜனைச் சேமித்து வைக்கும் திறன் கொண்டது. இது ரயிலின் வழக்கமான செயல்பாடுகளுக்குப் போதுமானதாகும். மேலும், இதன் சேமிப்பு மற்றும் விநியோக அமைப்புக்கு பெட்ரோலியம் மற்றும் வெடிபொருள் பாதுகாப்பு அமைப்பு (Petroleum and Explosives Safety Organisation (PESO)) ஒப்புதல் அளித்துள்ளது.
ஆராய்ச்சி வடிவமைப்பு மற்றும் தரநிலைகள் அமைப்பு (Research Designs and Standards Organisation (RDSO)) தொழில்நுட்பம் பற்றிய குறிப்புகளை உருவாக்கி, வடிவமைப்பு ஒப்புதல் செயல்முறைக்குத் தலைமை வகித்து வருகிறது. இந்த ஹைட்ரஜன் ரயில் தொகுப்பை, M/s Medha Servo Drives நிறுவனம் ஒருங்கிணைத்துள்ளது. அதேவேளையில், ஒருங்கிணைந்த பெட்டி தொழிற்சாலை (Integral Coach Factory (ICF)), ரயிலின் கருப்பொருள் மற்றும் வெளிப்புற வடிவமைப்பை உருவாக்குவதில் முக்கியப் பங்களிப்பை வழங்கியுள்ளது.
எளிதில் தீப்பற்றக்கூடிய வாயுவால் இயங்கும் ரயிலில் பயணம் செய்வது பாதுகாப்பானதா?
ஹைட்ரஜன் நிறமற்ற, மணமற்ற, சுவையற்ற மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்ற ஒரு வாயுவாகும். ஆனால், இது மிகவும் எரியக்கூடியது (Highly Inflammable) என்பதால், மிகவும் கவனமாகக் பராமரிக்கப்பட வேண்டும். ஹைட்ரஜனை கண்களால் காணவோ அல்லது அதன் வாசனையை உணரவோ முடியாது என்பதால், இந்த ஹைட்ரஜன் ரயில் திட்டத்தின் முழுப் பாதுகாப்பு அமைப்பும் மிகச் சிறிய அளவிலான கசிவைக் கூட உடனடியாகக் கண்டறியும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.
ரயிலும், ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி நிலையமும் ஹைட்ரஜன் கசிவு, அசாதாரண வெப்பநிலை, தீப்பிழம்பு (Flame), புகை போன்றவற்றை தொடர்ந்து கண்காணிக்கும் கருவிகளால் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. இடைவிடாத காற்றோட்ட வசதி ரயிலுக்குள் எப்போதும் காற்றைச் சுழலச் செய்வதால், மிகச் சிறிய அளவில் ஹைட்ரஜன் கசிந்தாலும், அது ஒரே இடத்தில் தேங்காமல், வெளிக்காற்றில் கலந்து பாதுகாப்பாகச் சிதறிவிடும்.
தானியங்கி முறையில் செயல்பாட்டை நிறுத்தும் பாதுகாப்பு அமைப்பும் (automatic shut-off system) இதில் உள்ளது. ஏதேனும், அசாதாரண நிகழ்வு கண்டறியப்பட்டால், மனிதர்களின் தலையீட்டிற்காகக் காத்திருக்காமலேயே, இந்த அமைப்பு தானாகவே ஹைட்ரஜன் விநியோகத்தை நிறுத்திவிடும். ஓட்டுநரின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்யும் வகையில் அவரது அறை (Loco Pilot’s cabin) சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. அவசர காலங்களில் ரயிலைப் பாதுகாப்பான இடத்திற்குக் கொண்டு செல்ல உதவும் சிறப்பு வசதி மற்றும் ரயிலின் முழுமையான அமைப்பின் தற்போதைய நிலையைத் தொடர்ந்து காட்டும் கண்காணிப்பு திரை ஆகியவையும் இதில் உள்ளன.
ஜிண்ட் ஹைட்ரஜன் நிலையத்திலும் கசிவைக் கண்டறியும் கருவிகள், தீப்பிழம்பைக் கண்டறியும் கருவிகள், தானியங்கி முறையில் செயல்பாட்டை நிறுத்தும் பாதுகாப்பு அமைப்புகள், தீயைக் கட்டுப்படுத்த நீர் தெளிப்பான்கள் மற்றும் தீ எச்சரிக்கை கருவிகள் போன்ற பாதுகாப்பு ஏற்பாடுகள் செய்யப்பட்டுள்ளன.
ஹைட்ரஜன் ரயில் சேவையில் அறிமுகப்படுத்தப்படுவதற்கு முன், முழு அமைப்பும் ஜெர்மனியைச் சேர்ந்த TÜV SÜD என்ற உலகின் முன்னணி தொழில்நுட்ப ஆய்வு மற்றும் சான்றளிப்பு நிறுவனங்களில் ஒன்றால், தானாக இயங்கும் மூன்றாம் தரப்பு பாதுகாப்பு தொடர்பான மதிப்பீடு செய்யப்பட்டது என்று இந்திய ரயில்வே செய்தித் தொடர்பாளர் தெரிவித்தார்.
உலகளவில் ஹைட்ரஜன் ரயில்களின் தற்போதைய நிலை என்ன?
உலகளவில் ஹைட்ரஜனால் இயங்கும் ரயில்கள் இன்னும் தொடக்க நிலையிலேயே உள்ளன. வணிக ரீதியாக ஹைட்ரஜன் பயணிகள் ரயில்களை அறிமுகப்படுத்திய முதல் நாடக ஜெர்மனி இருந்து வருகிறது. அதேசமயம், பிரான்ஸ், இத்தாலி, சீனா, ஜப்பான் உள்ளிட்ட சில நாடுகள் முன்மாதிரி திட்டங்கள் அல்லது குறைந்த அளவிலான செயல்பாடுகளையோ மேற்கொண்டு வருகின்றன. இருப்பினும், இந்த ரயில்கள் பொதுவாக இரண்டு முதல் நான்கு பெட்டிகளைக் கொண்டிருப்பதோடு, அவை பிராந்திய பயணிகள் சேவைகளுக்காகவே வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
இந்தியாவில் ஹைட்ரஜன் ரயில்களின் எதிர்காலம் என்ன?
இந்திய இரயில்வே, ஜிண்ட்-சோனிபத் (Jind–Sonipat) ஹைட்ரஜன் ரயில் திட்டம் மூலம் பெற்ற அனுபவத்தைப் பயன்படுத்தி, கல்கா-ஷிம்லா (Kalka–Shimla) உள்ளிட்ட பாரம்பரிய இரயில்வே பாதைகளில் ஹைட்ரஜன் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதை ஆராய்ந்து வருகிறது. மேலும், இந்த முன்னோடி திட்டத்தை ஹைட்ரஜன் மூலம் இயங்கும் ரயில் வண்டிகளுக்கான (Hydrogen-powered Rolling Stock) ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட தேசியத் திட்டமாக மாற்ற இந்திய ரயில்வே திட்டமிட்டுள்ளது. இந்த முயற்சி, தேசிய பசுமை ஹைட்ரஜன் இயக்கம் (National Green Hydrogen Mission) மற்றும் இந்தியாவின் நீண்டகால கார்பன் உமிழ்வில்லா நிலை இலக்கை அடைவதில் முக்கியப் பங்களிப்பை வழங்கும் என்று இந்திய ரயில்வே செய்தித் தொடர்பாளர் கூறினார்.