जर्मनी में कार्लज़ूए इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (केआईटी) की शोध टीम ने हाल ही में घोषणा की है कि उसने संपीड़न-मुक्त गैस टरबाइन तकनीक में एक बड़ी सफलता हासिल की है: यह हवा के यांत्रिक संपीड़न के बिना बिजली उत्पन्न करने के लिए गैस टरबाइन को स्थिर रूप से चला सकती है। इसके नवीनतम प्रयोग में 5 मिनट से अधिक का निरंतर चलने का समय है, जो केवल अल्पकालिक प्रज्वलन और दहन कक्ष के अधिक गर्म होने के कारण तेजी से विफलता की पिछली तकनीकी बाधा को तोड़ता है।
परिणामों को भविष्य की CO2-तटस्थ ऊर्जा प्रणाली की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम के रूप में देखा जाता है। केआईटी के इंस्टीट्यूट ऑफ थर्मल एनर्जी टेक्नोलॉजी एंड सेफ्टी (आईटीईएस) के निदेशक प्रोफेसर डैनियल बानुटी ने कहा कि यह प्रगति कुशल और लचीली हाइड्रोजन ऊर्जा उपयोग को साकार करने और जीवाश्म ईंधन मुक्त ऊर्जा प्रणाली के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण तकनीकी सहायता प्रदान करती है।
पारंपरिक गैस टर्बाइनों के विपरीत, जो विशाल यांत्रिक कम्प्रेसर पर निर्भर होते हैं, यह नई प्रणाली कम्प्रेसर की आवश्यकता को पूरी तरह से समाप्त कर देती है - प्रज्वलन से पहले उच्च दबाव पर हवा को पूर्व-संपीड़ित करने की आवश्यकता नहीं होती है। वर्तमान में सामान्य गैस टर्बाइनों में, चाहे वह पावर स्टेशन इकाई हो या विमान का इंजन, आउटपुट पावर का लगभग आधा हिस्सा कुशल दहन को बनाए रखने के लिए हवा को उच्च दबाव में संपीड़ित करने के लिए कंप्रेसर को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है। बिजली के इस हिस्से को प्रभावी बिजली उत्पादन में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। नया डिज़ाइन मूल रूप से इस ऊर्जा "आंतरिक खपत" लिंक को बायपास करता है।
गैस टरबाइन तथाकथित "दबाव-लाभ दहन" सिद्धांत का उपयोग करता है: एक यांत्रिक कंप्रेसर पर निर्भर होने के बजाय, आवश्यक दबाव उत्पन्न करने के लिए दहन कक्ष के अंदर विस्फोट तरंग का उपयोग किया जाता है। ये विस्फोट तरंगें हाइड्रोडायनामिक अस्थिरताओं से उत्पन्न होती हैं - भंवर संरचनाओं और तरंगों की परस्पर क्रिया जो स्वाभाविक रूप से दहन कक्ष के भीतर सुपरइम्पोज होती हैं, बिना किसी हिलते हिस्से के गैस के दबाव को बढ़ाती हैं। शोध टीम ने बताया कि यह विधि न केवल ऊर्जा हानि को कम करती है, बल्कि सिस्टम संरचना को भी सरल बनाती है, जिससे समग्र दक्षता में उल्लेखनीय सुधार होने की उम्मीद है।
ईंधन चयन के संदर्भ में, प्रणाली में कुछ बहुमुखी प्रतिभा है, लेकिन हाइड्रोजन को सबसे आदर्श विकल्प माना जाता है। हाइड्रोजन तेजी से प्रतिक्रिया करता है, जो बहुत कम समय के पैमाने में एक स्थिर दबाव वृद्धि प्रक्रिया को पूरा करने के लिए अनुकूल है, जिससे उच्च दक्षता वाले दहन का समर्थन होता है। इसका मतलब यह है कि इस सिद्धांत पर आधारित भविष्य के गैस टर्बाइनों से बिजली उत्पादन के क्षेत्र में हल्के और कम लागत वाले डिजाइन प्राप्त करने की उम्मीद है, और विमानन प्रणोदन जैसे उच्च-मांग वाले अनुप्रयोग परिदृश्यों में विस्तारित होने की संभावना है।
वास्तविक कठिनाई ऐसी हिंसक, तेज़ सुपरचार्ज्ड दहन प्रक्रिया को टर्बोमशीनरी में स्थिर रूप से युग्मित करने और ऊर्जा को विद्युत उत्पादन में विश्वसनीय रूप से परिवर्तित करने में है। बनुटी ने बताया कि दहन कक्ष में अत्यधिक उच्च दहन तीव्रता और बेहद कम समय के पैमाने के कारण, प्रवाह क्षेत्र की स्थिरता को नष्ट किए बिना उपलब्ध बिजली निकालना और टरबाइन को चलाना एक बहुत ही चुनौतीपूर्ण इंजीनियरिंग कार्य है। उन्होंने इस बात पर जोर दिया कि टीम ने टरबाइन को सफलतापूर्वक चलाने और वास्तव में इस संपीड़न-मुक्त प्रणाली में बिजली पैदा करने का बीड़ा उठाया है, जो इस क्षेत्र में पहला रिकॉर्ड है।
अनुसंधान टीम इस गैर-संपीड़न गैस टरबाइन को 20 से 24 अप्रैल, 2026 तक आगामी हनोवर मेस में सार्वजनिक रूप से प्रदर्शित करने की योजना बना रही है। उद्योग के लिए भविष्य में हाइड्रोजन बिजली उत्पादन और शून्य-कार्बन ऊर्जा प्रणालियों में इसकी अनुप्रयोग क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए बूथ हॉल 11 में बूथ बी06 पर स्थित होगा।