ఇంధన కోష్ఠికలు

right|thumb|Solid_oxide_fuel_cell
right|thumb|220px-Fuelcell_car
thumb|right|Filling_station
భారత దేశంలో రాతి నూనె వంటి ఇంధన తైలాల నిల్వలు  సమృద్ధిగా లేవు; విశేషంగా దిగుమతి చేసుకుంటున్నాం. దేశంలో దొరికే బొగ్గు నాసి రకం కనుక బొగ్గుని కూడ విశేషంగా దిగుమతి చేసుకుంటున్నాం; పైపెచ్చు బొగ్గు వాడకం వల్ల  మసి, నుసి, వంటి కల్మషాదులతో ఎన్నో ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. అణుశక్తి మీద ఆధారపడదామా అంటే ప్రమాదాల వల్ల వాటిల్లే ప్రతికూలతలు వాటికి ఉన్నాయి. ప్రతీ ఒక్క సాంకేతిక పరిష్కారానికి ఏదో ఒక ప్రతిబంధకం కనిపిస్తోంది. ఈ సందర్భంలో ఉదజని వాయువుని ఇంధనంగా వాడడం వల్ల వచ్చే కష్టసుఖాలని ఒకసారి సమీక్షిద్దాం. 
ఇంధన కోష్ఠిక అంటే ఏమిటి?
ఉదజని ఒక వాయువు. ఈ వాయివుని విద్యుత్-రసాయనిక ప్రక్రియలకి లోను చేసినప్పుడు విద్యుత్తు  పుట్టుకొస్తుంది. ఈ  ప్రక్రియలో వేడి, నీరు అనుజనితాలు; ఇవి కాలుష్య కారకాలు  కావు. కనుక ఉదజనితో నిర్మించిన ఇంధన కోష్ఠికలకి మంచి భవిష్యత్తు ఉందని కొందరి భావన. ఇంధన కోష్ఠికలు అంటే మనకి పరిచయం ఉన్న బేటరీల వంటి ఉపకరణాలు: రెండింటి మధ్యా తేడా ఏమిటంటే బేటరీలో ఇంధనం బేటరీలోనే ఉంటుంది  కనుక ఇంధనం ఖర్చు అయిపోగానే పాతదానిని  పారేసి కొత్తది కొనుక్కుంటాం కాని ఇంధన కోష్ఠిలలో ఇంధనం (ఉదజని) బయట నుండి సరఫరా చేస్తూ ఉంటాం కనుక సరఫరా జరుగుతున్నంత సేపూ కోష్ఠిక పని చేస్తుంది. ఈ రకం కోష్ఠికల తో నిర్మించిన  “బేటరీలు” వాహనాలలో పెట్రోలుకి బదులు వాడగలిగితే రాతి నూనె మీద ఆధారపడడం తగ్గుతుంది. ఐ ఊహ చెప్పుకోడానికి బాగానే ఉంటుంది కాని ఆచరణలో పెట్టడానికి సాంకేతికమైన, ఆర్థికమైన ఇబ్బందులు చాల ఉన్నాయి. 
సాంకేతికమైన సవాళ్లు
ఇటువంటి కోష్ఠికలని దక్షతతో నిర్మించడం ఎలాగో ఇంకా అవగాహహనలోకి రాలేదు. వీటిని ఆచరణలో పెట్టాలంటే సాంకేతికంగా నాలుగు మహాద్భుతాలు జరగాలి: ఒకటి, ఉదజని వాయువుని పెద్ద ఎత్తున, చవగ్గా తయారు చెయ్యగలిగే మార్గం కావాలి. రెండు, కార్లలోని పెట్రోలు టేంకు అంత తక్కువ స్థలంలో ఎక్కువ వాయువుని నిల్వ చెయ్యగలిగే, ప్రమాదరహితమైన, పద్ధతి కావాలి; అప్పుడే ఇంధన కోష్టికలని వాడిన వాహనాలకి విపణి వీధిలో పలుకుబడి ఉంటుంది. మూడు, ఇంధన కోష్ఠికలని  వాడే వాహనాలలో ఇంధనం అయిపోయినప్పుడల్లా తిరిగి నింపడానికి దేశవ్యాప్తంగా “ఉదజని బంకులు” (పెట్రోలు బంకులులా) ప్రయాణీకులకి అందుబాటులో ఉండాలి; అంటే ఉత్పత్తి కేంద్రాలనుండి పంపిణీ స్థలాలకి ఇంధనాన్ని సరఫరా చెయ్యడానికి కావవలసిన అవస్థాపన సౌకర్యాలు ఉండాలి. నాలుగు, ఇప్పుడు వాడుకలో ఉన్న అంతర్దహన  యంత్రాలతో పోటీ పడే విధంగా ఇంధన కోష్ఠికల నిర్మాణం మీద పరిశోధనలు ముమ్మరంగా జరగాలి. 

వాహనాలలో ఇంధన కోష్ఠికలని వాడడం అప్పుడే జపాను, కొరియా వంటి దేశాలలో ప్రయోగాత్మకంగా జరుగుతోంది. పెట్రోలు తో నడిచే కార్లతో పోటీ పడి నెగ్గుకు రావాలంటే పైన చెప్పిన నాలుగు గొంతేలమ్మ కోరికలు తీరాలి. 
విద్యుత్ వలయాలకి వెనుదన్నుగా ఇంధన కోష్ఠికలు
ఇంధన కోష్ఠికలతో విద్యుత్తుని పుట్టించి కార్లని నడపడానికే వాడనక్కర లేదు; ఆ విద్యుత్తుని తిన్నగా మన విద్యుత్ వలయం (గ్రిడ్) లోకి పంపవచ్చు. ప్రపంచ వ్యాప్తంగా ఉన్న విద్యుత్ వలయాలకి ఒక పెద్ద లొసుగు ఉంది. ఈ  వలయాలలో విద్యుత్తిని నిల్వ చెయ్యలేము; తయారు చేస్తూన్న విద్యుత్తుని వెనువెంటనే ఖర్చు పెట్టేసుకోవాలి. కనుక “కరెంటు” పోకుండా ఎల్లవేళలా సరఫరా జరగాలంటే మన విద్యుత్ కేంద్రాలని గరిష్ఠ అవసరాలకి సరిపోయేటంతగా రూపకల్పన చెయ్యాలి. అప్పుడు అవసరం సన్నగిల్లిన సమయాలలో అవసరానికి మించి జరిగిన ఉత్పత్తిని ఉపయోగించి ఉదాజనిని పుట్టించి, ఆ ఉదాజనిని పీపాలలో దాచి, అవసరం పెరిగినప్పుడు ఆ ఉదజనిని ఇంధన కోష్ఠికలలో వాడి వెలితిని భర్తీ చేసుకోవచ్చు. ఐ రకంగా ఆలోచిస్తే ఇంధన కోష్ఠికకలకి భవిష్యత్తు ఉందనే అనిపిస్తుంది.
మూలాలు
 Matthew M. Mench, "High Hopes for Hydrogen: Fuel Cells and the Future of Energy," Foreign Affairs, Vol 94, No. 6, pp 117-123, Nov./Dec. 2015

వర్గం:భౌతిక శాస్త్రం
వర్గం:ఇంధనాలు