Hydrogen train : భారతదేశంలో తొలి హైడ్రోజన్ రైలు విజయవంతంగా పరుగులు పెట్టడంతో దేశీయ రవాణా రంగంలో సరికొత్త విప్లవానికి నాంది పడింది. ఈ నేపథ్యంలో అసలు హైడ్రోజన్ రైలు సాంకేతికత ఎలా పనిచేస్తుంది, భవిష్యత్తులో ఈ ఇంధన రంగం ఎలా మారబోతుందనే పూర్తి వివరాలతో కూడిన సమగ్ర కథనం..
ప్రపంచవ్యాప్తంగా కాలుష్య రహిత రవాణా వ్యవస్థల కోసం అన్వేషణ ముమ్మరమైన వేళ, ‘హైడ్రోజన్ రైళ్లు’ అత్యంత ఆశాజనకమైన ప్రత్యామ్నాయంగా అవతరిస్తున్నాయి. భారతదేశంలో తొలి హైడ్రోజన్ రైలు పట్టాలెక్కడంతో పర్యావరణ హిత రవాణా రంగంలో దేశం మరో కీలక అడుగు వేసింది. సాంప్రదాయ డీజిల్ ఇంజిన్ల స్థానంలో ఈ సరికొత్త ఇంధన వనరును ఉపయోగించడం ద్వారా బొగ్గు, కార్బన్ ఉద్గారాలను పూర్తిగా అరికట్టే అవకాశం లభించింది. దీంతో సామాన్య ప్రజల్లో అసలు ఈ రైలు ఎలా పనిచేస్తుంది, ఇందులో ఇంధనం ఎలా నిల్వ ఉంటుందనే ఆసక్తికరమైన చర్చ మొదలైంది.
చాలామంది అనుకుంటున్నట్లుగా హైడ్రోజన్ రైళ్లు ప్రయాణిస్తున్న సమయంలో స్వయంగా ఇంధనాన్ని తయారు చేసుకోవు. రైలు ప్రయాణం ప్రారంభించడానికి ముందే అత్యంత సురక్షితమైన, అధిక పీడనాన్ని తట్టుకునే గ్యాస్ ట్యాంకులలో హైడ్రోజన్ ఇంధనాన్ని నింపుతారు. ఈ ట్యాంకులను రైలులోని ‘ఫ్యూయల్ సెల్’ (ఇంధన ఘటం) వ్యవస్థకు అనుసంధానిస్తారు. ఫ్యూయల్ సెల్లోకి చేరిన హైడ్రోజన్, గాలిలో సహజంగా ఉండే ఆక్సిజన్తో రసాయన చర్య జరపడం ద్వారా భారీ ఎత్తున విద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఈ విద్యుత్ సాయంతోనే రైలులోని ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు నడుస్తూ చక్రాలను ముందుకు కదిలిస్తాయి.
సాధారణ రైళ్లు నడిచేటప్పుడు పర్యావరణానికి హాని చేసే నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ వంటి ప్రమాదకర పొగలు విడుదలవుతాయి. కానీ హైడ్రోజన్ ఫ్యూయల్ సెల్ సాంకేతికతలో ఎలాంటి దహన ప్రక్రియ (బర్నింగ్) జరగదు. కేవలం రసాయన చర్య మాత్రమే జరగడం వల్ల ఈ ప్రక్రియలో పొగకు బదులుగా కేవలం స్వచ్ఛమైన నీరు (ఆవిరి రూపంలో), కొంత వేడి మాత్రమే ఉప ఉత్పత్తులుగా (By-products) బయటకు వస్తాయి. అందువల్లనే ఈ రైళ్లను వంద శాతం పర్యావరణ హితమైనవిగా శాస్త్రవేత్తలు పరిగణిస్తున్నారు.
స్పేస్ రాకెట్లలో కూడా హైడ్రోజన్నే ఇంధనంగా వాడుతుండటంతో, అదే విధానాన్ని రైళ్లలో ఎందుకు ఉపయోగించకూడదనే సందేహం రావడం సహజం. అయితే రాకెట్లలో ద్రవరూప హైడ్రోజన్, ద్రవరూప ఆక్సిజన్లను అత్యంత కఠినమైన క్రయోజెనిక్ ఉష్ణోగ్రతలలో (మైనస్ 183 డిగ్రీల సెల్సియస్) నిల్వ చేసి, నేరుగా దహనం చేస్తారు. దీనివల్ల విపరీతమైన వేడి, నియంత్రించలేని శక్తి పుడతాయి. రైలు ప్రయాణానికి అంతటి తీవ్రమైన ఉష్ణోగ్రతలు సురక్షితం కాదు. పైగా రైలు ప్రమాదానికి గురైతే రాకెట్ తరహా దహన విధానం వల్ల భారీ పేలుళ్లు సంభవించే ప్రమాదం ఉంది. అందుకే రైళ్లకు ఫ్యూయల్ సెల్ విధానమే అత్యంత రక్షణాత్మకమైనది.
రాకెట్ ఇంజిన్లను కేవలం కొద్ది నిమిషాల పాటు అంతరిక్షంలోకి దూసుకెళ్లేందుకు అవసరమైన విపరీతమైన త్వరణం (Acceleration) కోసం డిజైన్ చేస్తారు. కానీ రైళ్లు అలా కాదు; అవి గంటల తరబడి ఒకే స్థిరమైన వేగంతో, నిలకడగా ప్రయాణించాల్సి ఉంటుంది. రాకెట్ తరహా థ్రస్ట్ సాంకేతికత నిరంతర ప్రయాణాలకు ఏమాత్రం అనుకూలించదు. ఫ్యూయల్ సెల్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే విద్యుత్ స్థిరంగా సరఫరా అవుతూ రైలును సుదీర్ఘ కాలం పాటు ఎటువంటి అంతరాయం లేకుండా నడపడానికి అద్భుతంగా తోడ్పడుతుంది.
సిద్ధాంతపరంగా (Theoretically) చూస్తే రీజెనరేటివ్ బ్రేకింగ్ సిస్టమ్, రైలు పైకప్పుపై సోలార్ ప్యానెల్స్ అమర్చడం లేదా చిన్నపాటి ఎలక్ట్రోలైజర్లను ఉపయోగించి ప్రయాణంలోనే నీటి అణువులను విడదీసి హైడ్రోజన్ తయారు చేయవచ్చు. కానీ ప్రస్తుతానికి ఇది వాణిజ్యపరంగా ఆచరణ సాధ్యం కాదు. నీటి నుండి హైడ్రోజన్ను వేరు చేసే ఎలక్ట్రోలిసిస్ ప్రక్రియకు విపరీతమైన విద్యుత్ అవసరమవుతుంది. అంత విద్యుత్ను రైలు ప్రయాణిస్తూ ఉత్పత్తి చేయలేదు. ఒకవేళ ఆ వ్యవస్థలను రైలులోనే అమర్చినా బరువు పెరిగిపోయి, రైలు మైలేజీ ,వేగం దారుణంగా పడిపోతాయి.
ప్రస్తుతం ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న సైంటిస్టులు తక్కువ బరువుతో ఎక్కువ హైడ్రోజన్ను నిల్వ చేసే అధునాతన కార్బన్ ఫైబర్ ట్యాంకుల తయారీపై దృష్టి సారించారు. అంతేకాకుండా, కేవలం నీరు, సౌరశక్తి సాయంతో పర్యావరణానికి ఎటువంటి హాని లేకుండా తయారు చేసే ‘గ్రీన్ హైడ్రోజన్’ (Green Hydrogen) ఉత్పత్తి వ్యయాన్ని తగ్గించేందుకు పరిశోధనలు ముమ్మరంగా సాగుతున్నాయి. భవిష్యత్తులో సాంకేతికత మరింత అభివృద్ధి చెందితే, రైలులోనే మరింత సురక్షితమైన ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతులలో హైడ్రోజన్ తయారు చేసే రోజులు వచ్చినా ఆశ్చర్యపోనక్కర్లేదు.
ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ప్రకారం.. పర్యావరణ పరిరక్షణతో పాటు ఇంధన సామర్థ్యాన్ని పెంచడంలో హైడ్రోజన్ రైళ్లను మించిన ప్రత్యామ్నాయం లేదు. ఇప్పటికే జర్మనీ, చైనా, జపాన్ వంటి అగ్రదేశాలు ఈ సాంకేతికతను అందిపుచ్చుకోగా, భారత్ సైతం ఈ క్లబ్లో చేరి తన ప్రతిభను చాటుకుంది. రాబోయే రోజుల్లో సాంకేతిక వ్యయం తగ్గి, గ్రీన్ హైడ్రోజన్ లభ్యత పెరిగితే ప్రపంచవ్యాప్తంగా రవాణా రంగానికి హైడ్రోజన్ రైళ్లే ప్రధాన వెన్నుముకగా నిలుస్తాయనడంలో ఎలాంటి సందేహం లేదు.
