Magnetohydrodynamic generator
एक मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर (एम. एच. डी. जनरेटर) एक मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक कनवर्टर है जो तापीय ऊर्जा और गतिज ऊर्जा को सीधे बिजली में बदल देता है। एक एम. एच. डी. जनित्र, एक पारंपरिक जनित्र की तरह, विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से एक संवाहक को स्थानांतरित करने पर निर्भर करता है। एम. एच. डी. जनित्र गतिशील चालक के रूप में गर्म प्रवाहकीय आयनीकृत गैस (एक प्लाज्मा) का उपयोग करता है। मैकेनिकल डायनेमो, इसके विपरीत, इसे पूरा करने के लिए मैकेनिकल उपकरणों की गति का उपयोग करता है। एम. एच. डी. जनरेटर पारंपरिक विद्युत जनरेटर से अलग होते हैं क्योंकि वे भागों को स्थानांतरित किए बिना काम करते हैं (जैसे। कोई टरबाइन नहीं) ऊपरी तापमान को सीमित करने के लिए। इसलिए उनके पास किसी भी विद्युत उत्पादन विधि की उच्चतम ज्ञात सैद्धांतिक ऊष्मागतिकीय दक्षता है। एम. एच. डी. को व्यापक रूप से बिजली उत्पादन की दक्षता बढ़ाने के लिए एक शीर्ष चक्र के रूप में विकसित किया गया है, विशेष रूप से जब कोयला या प्राकृतिक गैस जलाया जाता है। एम. एच. डी. जनरेटर से निकलने वाली गर्म निकास गैस भाप बिजली संयंत्र के बॉयलरों को गर्म कर सकती है, जिससे समग्र दक्षता में वृद्धि होती है। जीवाश्म ईंधन के लिए व्यावहारिक एम. एच. डी. जनरेटर विकसित किए गए हैं, लेकिन ये कम महंगे संयुक्त चक्रों से आगे निकल गए हैं जिसमें गैस टरबाइन या पिघले हुए कार्बोनेट ईंधन सेल का निकास भाप टरबाइन को बिजली देने के लिए भाप को गर्म करता है। एम. एच. डी. डायनेमो एम. एच. डी. त्वरकों के पूरक हैं, जिन्हें तरल धातुओं, समुद्री जल और प्लाज्मा को पंप करने के लिए लागू किया गया है। प्राकृतिक एम. एच. डी. डायनेमो प्लाज्मा भौतिकी में अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र है और भूभौतिकी और खगोल भौतिकी समुदायों के लिए बहुत रुचि रखते हैं, क्योंकि पृथ्वी और सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र इन प्राकृतिक डायनेमो द्वारा उत्पादित होते हैं। सिद्धांत लोरेंट्ज़ बल नियम एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में चलने वाले आवेशित कण के प्रभावों का वर्णन करता है। इस नियम का सबसे सरल रूप सदिश समीकरण द्वारा दिया गया है। कण पर कार्य करने वाला बल कहाँ है। कण का आवेश है, कण का वेग है, और चुंबकीय क्षेत्र है। सदिश दाहिने हाथ के नियम के अनुसार दोनों के लिए लंबवत है। बिजली उत्पादन आमतौर पर, एक बड़े बिजली स्टेशन के लिए कंप्यूटर मॉडल की परिचालन दक्षता तक पहुंचने के लिए, प्रवाहकीय पदार्थ की विद्युत चालकता को बढ़ाने के लिए कदम उठाए जाने चाहिए। किसी गैस को उसके प्लाज्मा अवस्था में गर्म करना या अन्य आसानी से आयनन योग्य पदार्थों जैसे क्षार धातुओं के लवणों को जोड़ना इस वृद्धि को पूरा कर सकता है। व्यवहार में, एम. एच. डी. जनरेटर के कार्यान्वयन में कई मुद्दों पर विचार किया जाना चाहिएः जनरेटर दक्षता, अर्थशास्त्र और विषाक्त उपोत्पाद। ये मुद्दे तीन एम. एच. डी. जनरेटर डिजाइनों में से एक के चयन से प्रभावित होते हैंः फैराडे जनरेटर, हॉल जनरेटर और डिस्क जनरेटर। फैराडे जनरेटर का नाम थेम्स नदी में आवेशित कणों को स्थानांतरित करने पर माइकल फैराडे के प्रयोगों के लिए रखा गया है। एक साधारण फैराडे जनरेटर में एक वेज के आकार का पाइप या कुछ गैर-प्रवाहकीय सामग्री की ट्यूब होती है। जब एक विद्युत प्रवाहकीय द्रव नली के माध्यम से बहता है, एक महत्वपूर्ण लंबवत चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में, द्रव में एक वोल्टेज प्रेरित होता है, जिसे विद्युत शक्ति के रूप में चुंबकीय क्षेत्र के 90 डिग्री कोणों पर इलेक्ट्रोड को किनारों पर रखकर खींचा जा सकता है। उपयोग किए जाने वाले क्षेत्र के घनत्व और प्रकार पर सीमाएँ हैं। बिजली की जो मात्रा निकाली जा सकती है, वह नली के अनुप्रस्थ अनुभागीय क्षेत्र और प्रवाहकीय प्रवाह की गति के समानुपाती होती है। इस प्रक्रिया से प्रवाहक पदार्थ को भी ठंडा किया जाता है और धीमा किया जाता है। एम. एच. डी. जनित्र आम तौर पर प्रवाहकीय पदार्थ के तापमान को प्लाज्मा तापमान से घटाकर 1000 डिग्री सेल्सियस तक कर देते हैं। फैराडे जनरेटर की मुख्य व्यावहारिक समस्या यह है कि नलिका के किनारों पर इलेक्ट्रोड के माध्यम से द्रव में अंतर वोल्टेज और धाराएँ कम हो जाती हैं। सबसे शक्तिशाली अपशिष्ट हॉल प्रभाव धारा से है। यह फैराडे नलिका को बहुत अक्षम बनाता है। एम. एच. डी. जनरेटर के अधिकांश और परिष्करणों ने इस समस्या को हल करने की कोशिश की है। वाहिनी के आकार के एम. एच. डी. जनरेटर पर इष्टतम चुंबकीय क्षेत्र एक प्रकार का काठी का आकार है। इस क्षेत्र को प्राप्त करने के लिए, एक बड़े जनरेटर को एक अत्यंत शक्तिशाली चुंबक की आवश्यकता होती है। कई शोध समूहों ने अलग-अलग सफलताओं के साथ इस उद्देश्य के लिए सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट को अनुकूलित करने की कोशिश की है। (संदर्भों के लिए, कृपया नीचे जनरेटर दक्षता की चर्चा देखें।) हॉल जनरेटर विशिष्ट समाधान, ऐतिहासिक रूप से, तरल पदार्थ के साथ बहने वाली धारा बनाने के लिए हॉल प्रभाव का उपयोग करना रहा है। (चित्रण देखें।) इस डिजाइन में नलिका के किनारों पर छोटे, खंडित इलेक्ट्रोड की सरणी होती है। नलिका में पहला और अंतिम इलेक्ट्रोड भार को शक्ति प्रदान करता है। एक-दूसरे इलेक्ट्रोड को नलिका के विपरीत दिशा में एक इलेक्ट्रोड में छोटा किया जाता है। फैराडे धारा के ये लघु भाग द्रव के भीतर एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करते हैं, लेकिन फैराडे धारा के समकोण पर एक वृत्त के तार में। यह द्वितीयक, प्रेरित क्षेत्र पहले और अंतिम इलेक्ट्रोड के बीच इंद्रधनुष के आकार में धारा प्रवाह बनाता है। हानि फैराडे जनरेटर की तुलना में कम होती है, और वोल्टेज अधिक होता है क्योंकि अंतिम प्रेरित धारा की कम कमी होती है। हालांकि, इस डिजाइन में समस्याएं हैं क्योंकि सामग्री के प्रवाह की गति के लिए मध्य इलेक्ट्रोड को फैराडे धाराओं को "पकड़ने" के लिए ऑफसेट करने की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे भार बदलता है, द्रव प्रवाह की गति बदलती है, फैराडे धारा को अपने इच्छित इलेक्ट्रोड के साथ गलत संरेखित करती है, और जनरेटर की दक्षता को इसके भार के प्रति बहुत संवेदनशील बनाती है। डिस्क जनरेटर तीसरा और वर्तमान में सबसे कुशल डिजाइन हॉल प्रभाव डिस्क जनरेटर है। यह डिजाइन वर्तमान में एम. एच. डी. उत्पादन के लिए दक्षता और ऊर्जा घनत्व रिकॉर्ड रखता है। एक डिस्क जनरेटर में एक डिस्क के केंद्र के बीच बहने वाला तरल पदार्थ होता है, और एक वाहिनी किनारे के चारों ओर लिपटे होती है। (नलिकाएँ नहीं दिखाई गई हैं।) चुम्बकीय उत्तेजना क्षेत्र डिस्क के ऊपर और नीचे गोलाकार हेल्महोल्ट्ज कुंडलियों की एक जोड़ी द्वारा बनाया जाता है। (कुंडलियाँ नहीं दिखाई गई हैं।) फैराडे धाराएँ डिस्क की परिधि के चारों ओर एक पूर्ण डेड शॉर्ट में बहती हैं। हॉल प्रभाव धाराएँ केंद्र वाहिनी के पास रिंग इलेक्ट्रोड और परिधीय वाहिनी के पास रिंग इलेक्ट्रोड के बीच प्रवाहित होती हैं। चौड़े समतल गैस प्रवाह ने दूरी को कम कर दिया, इसलिए गतिशील तरल पदार्थ का प्रतिरोध। इससे दक्षता बढ़ती है। इस डिजाइन का एक और महत्वपूर्ण लाभ यह है कि चुंबक अधिक कुशल हैं। सबसे पहले, वे सरल समानांतर क्षेत्र रेखाओं का कारण बनते हैं। दूसरा, क्योंकि द्रव को एक डिस्क में संसाधित किया जाता है, चुंबक द्रव के करीब हो सकता है, और इस चुंबकीय ज्यामिति में, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत दूरी की 7वीं शक्ति के रूप में बढ़ती है। अंत में, जनरेटर अपनी शक्ति के लिए कॉम्पैक्ट है, इसलिए चुंबक भी छोटा है। परिणामी चुंबक उत्पन्न शक्ति का बहुत कम प्रतिशत उपयोग करता है। जनरेटर दक्षता एम. एच. डी. बिजली उत्पादन में प्रत्यक्ष ऊर्जा रूपांतरण की दक्षता चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और प्लाज्मा चालकता के साथ बढ़ती है, जो सीधे प्लाज्मा तापमान पर और अधिक सटीक रूप से इलेक्ट्रॉन तापमान पर निर्भर करती है। चूंकि बहुत गर्म प्लाज्मा का उपयोग केवल स्पंदित एम. एच. डी. जनरेटरों में किया जा सकता है (उदाहरण के लिए शॉक ट्यूबों का उपयोग करके) तेज तापीय सामग्री के क्षरण के कारण, स्थिर एम. एच. डी. जनरेटरों में काम करने वाले तरल पदार्थ के रूप में गैर-तापीय प्लाज्मा का उपयोग करने की परिकल्पना की गई थी, जहां केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों को बहुत गर्म किया जाता है (10,000-20,000 केल्विन) जबकि मुख्य गैस (तटस्थ परमाणु और आयन) बहुत कम तापमान पर रहती है, आमतौर पर 2500 केल्विन। इसका लक्ष्य ऊष्मागतिकीय संतुलन में प्लाज्मा के समान स्तर तक ऐसे खराब चालकों की सीमित चालकता में सुधार करते हुए जनरेटर (दीवारें और इलेक्ट्रोड) की सामग्री को संरक्षित करना था। पूरी तरह से 10,000 से अधिक केल्विन तक गर्म किया जाता है, एक ऐसा तापमान जिसे कोई भी सामग्री बर्दाश्त नहीं कर सकती। लेकिन एवगेनी वेलिखोव ने पहली बार 1962 में सैद्धांतिक रूप से और प्रायोगिक रूप से 1963 में पाया कि एक आयनीकरण अस्थिरता, जिसे बाद में वेलिखोव अस्थिरता या विद्युत-तापीय अस्थिरता कहा गया, किसी भी एम. एच. डी. कनवर्टर में गर्म इलेक्ट्रॉनों के साथ चुंबकीय गैर-तापीय प्लाज्मा का उपयोग करके जल्दी से उत्पन्न होती है, जब एक महत्वपूर्ण हॉल पैरामीटर तक पहुंच जाता है, इसलिए आयनीकरण की डिग्री और चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करता है। इस तरह की अस्थिरता नॉनक्विलिब्रियम एम. एच. डी. जनरेटरों के प्रदर्शन को बहुत कम कर देती है। इस तकनीक के बारे में संभावनाएं, जिसने शुरू में अद्भुत दक्षता की भविष्यवाणी की थी, ने पूरी दुनिया में एम. एच. डी. कार्यक्रमों को पंगु बना दिया क्योंकि उस समय अस्थिरता को कम करने का कोई समाधान नहीं मिला था। नतीजतन, इलेक्ट्रोथर्मल अस्थिरता में महारत हासिल करने के लिए समाधानों को लागू किए बिना, व्यावहारिक एम. एच. डी. जनरेटरों को हॉल पैरामीटर को सीमित करना पड़ा या गर्म इलेक्ट्रॉनों के साथ ठंडे प्लाज्मा के बजाय मध्यम गर्म थर्मल प्लाज्मा का उपयोग करना पड़ा, जो दक्षता को गंभीर रूप से कम करता है। 1994 तक, बंद-चक्र डिस्क एम. एच. डी. जनरेटरों के लिए 22 प्रतिशत दक्षता रिकॉर्ड टोक्यो तकनीकी संस्थान के पास था। इन प्रयोगों में शीर्ष एन्थैल्पी निष्कर्षण 30.2% तक पहुँच गया। विशिष्ट ओपन-साइकिल हॉल और डक्ट कोल एम. एच. डी. जनरेटर कम होते हैं, लगभग 17 प्रतिशत। ये क्षमताएँ एम. एच. डी. को उपयोगिता बिजली उत्पादन के लिए अपने आप में अनाकर्षक बना देती हैं, क्योंकि पारंपरिक रैंकिन चक्र बिजली संयंत्र आसानी से 40 प्रतिशत तक पहुँच जाते हैं। हालांकि, जीवाश्म ईंधन को जलाने वाले एम. एच. डी. जनरेटर का निकास लगभग एक लौ की तरह गर्म होता है। एक टरबाइन ब्रेटन चक्र या भाप जनरेटर रैंकिन चक्र के लिए अपनी निकास गैसों को एक ताप विनिमायक में परिवर्तित करके, एम. एच. डी. एक विशिष्ट कोयला संयंत्र के 40 प्रतिशत की तुलना में 60 प्रतिशत तक अनुमानित दक्षता के साथ जीवाश्म ईंधन को बिजली में परिवर्तित कर सकता है। एक मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जनरेटर भी एक गैस कोर रिएक्टर का पहला चरण हो सकता है। सामग्री और डिजाइन के मुद्दों एम. एच. डी. जनरेटरों में दीवारों और इलेक्ट्रोड दोनों के लिए सामग्री के संबंध में कठिन समस्याएं हैं। सामग्री को बहुत अधिक तापमान पर पिघलना या खराब नहीं होना चाहिए। इस उद्देश्य के लिए विदेशी मिट्टी के बर्तन विकसित किए गए थे, और ईंधन और आयनीकरण बीज के साथ संगत होने के लिए उनका चयन किया जाना चाहिए। विदेशी सामग्री और कठिन निर्माण विधियाँ एम. एच. डी. जनरेटर की उच्च लागत में योगदान करती हैं। इसके अलावा, एम. एच. डी. मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों के साथ बेहतर काम करते हैं। सबसे सफल चुंबक सुपरकंडक्टिंग रहे हैं, और चैनल के बहुत करीब हैं। इन चुंबकों को चैनल से इंसुलेट करते समय उन्हें रेफ्रिजरेट करना एक बड़ी कठिनाई थी। समस्या और भी बदतर है क्योंकि चुंबक चैनल के करीब होने पर बेहतर काम करते हैं। विभेदक तापीय दरारों से गर्म, भंगुर मिट्टी के बर्तनों को नुकसान होने का गंभीर खतरा भी है। चुंबक आमतौर पर पूर्ण शून्य के करीब होते हैं, जबकि चैनल कई हजार डिग्री होता है। एम. एच. डी. के लिए, एल्यूमिना (ए. एल. 2. ओ. 3) और मैग्नीशियम पेरोक्साइड (एम. जी. ओ. 2) दोनों इंसुलेटिंग दीवारों के लिए काम करने के लिए रिपोर्ट किए गए थे। मैग्नीशियम पेरोक्साइड नमी के पास खराब हो जाता है। एल्यूमिना जल-प्रतिरोधी है और इसे काफी मजबूत बनाया जा सकता है, इसलिए व्यवहार में अधिकांश एम. एच. डी. ने इन्सुलेटिंग दीवारों के लिए एल्यूमिना का उपयोग किया है। स्वच्छ एम. एच. डी. क इलेक्ट्रोडक लेल (अर्थात। जलती हुई प्राकृतिक गैस), एक अच्छी सामग्री 80 प्रतिशत सी. ई. ओ. 2,18 प्रतिशत जेड. आर. ओ. 2 और 2 प्रतिशत टी. ए. 2. ओ. 5 का मिश्रण थी। कोयले से जलने वाले एम. एच. डी. में स्लैग के साथ अत्यधिक संक्षारक वातावरण होता है। स्लैग एम. एच. डी. सामग्री की रक्षा और क्षय दोनों करता है। विशेष रूप से, स्लैग के माध्यम से ऑक्सीजन का प्रवास धातु के एनोड के क्षरण को तेज करता है। फिर भी, 900K पर स्टेनलेस स्टील इलेक्ट्रोड के साथ बहुत अच्छे परिणाम सामने आए हैं। एक अन्य, शायद बेहतर विकल्प एक स्पिनल सिरेमिक, फीएल2ओ4-फी3ओ4 है। स्पिनल में इलेक्ट्रॉनिक चालकता, एक प्रतिरोधी प्रतिक्रिया परत की अनुपस्थिति, लेकिन एल्यूमिना में लोहे के कुछ प्रसार के साथ बताया गया था। लोहे के प्रसार को बहुत घने एल्यूमिना की एक पतली परत से नियंत्रित किया जा सकता है, और इलेक्ट्रोड और एल्यूमिना इंसुलेटर दोनों में पानी को ठंडा किया जा सकता है। उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रोड को पारंपरिक तांबे की बस पट्टियों से जोड़ना भी चुनौतीपूर्ण है। सामान्य विधियाँ एक रासायनिक निष्क्रियता परत स्थापित करती हैं, और बसबार को पानी से ठंडा करती हैं। अर्थशास्त्र एम. एच. डी. जनित्रों को बड़े पैमाने पर सामूहिक ऊर्जा रूपांतरण के लिए नियोजित नहीं किया गया है क्योंकि तुलनीय दक्षता वाली अन्य तकनीकों की जीवन चक्र निवेश लागत कम होती है। प्राकृतिक गैस टर्बाइनों में प्रगति ने कम लागत पर समान तापीय दक्षता हासिल की, टर्बाइन के निकास ड्राइव को रैंकिन चक्र भाप संयंत्र बनाकर। कोयले से अधिक बिजली प्राप्त करने के लिए, अधिक कम तापमान वाली भाप उत्पन्न करने की क्षमता जोड़ना सस्ता है। एक कोयला-ईंधन वाला एम. एच. डी. जनरेटर एक प्रकार का ब्रेटन बिजली चक्र है, जो एक दहन टरबाइन के बिजली चक्र के समान है। हालांकि, दहन टरबाइन के विपरीत, कोई गतिशील यांत्रिक भाग नहीं हैं; विद्युत संचालित प्लाज्मा गतिशील विद्युत संवाहक प्रदान करता है। साइड वॉल और इलेक्ट्रोड केवल अंदर के दबाव का सामना करते हैं, जबकि एनोड और कैथोड कंडक्टर उत्पन्न होने वाली बिजली को इकट्ठा करते हैं। सभी ब्रेटन चक्र ऊष्मा इंजन हैं। आदर्श ब्रेटन चक्रों में भी आदर्श कार्नोट चक्र दक्षता के बराबर एक आदर्श दक्षता होती है। इस प्रकार, एक एम. एच. डी. जनरेटर से उच्च ऊर्जा दक्षता की क्षमता। सभी ब्रेटन चक्रों में दक्षता के लिए उच्च क्षमता होती है, फायरिंग का तापमान जितना अधिक होता है। जबकि एक दहन टरबाइन अपनी हवा/पानी या भाप-कूल्ड घूर्णन एयरफॉइल की ताकत से अधिकतम तापमान में सीमित होता है; एक खुले-चक्र एम. एच. डी. जनरेटर में कोई घूर्णन भाग नहीं होते हैं। तापमान में यह ऊपरी सीमा दहन टर्बाइनों में ऊर्जा दक्षता को सीमित करती है। एम. एच. डी. जनरेटर के लिए ब्रेटन चक्र तापमान पर ऊपरी सीमा सीमित नहीं है, इसलिए स्वाभाविक रूप से एक एम. एच. डी. जनरेटर में ऊर्जा दक्षता के लिए उच्च संभावित क्षमता होती है। जिन तापमानों पर रैखिक कोयला-ईंधन वाले एम. एच. डी. जनरेटर काम कर सकते हैं, वे उन कारकों द्वारा सीमित होते हैं जिनमें शामिल हैंः (ए) दहन ईंधन, ऑक्सीडाइज़र और ऑक्सीडाइज़र प्रीहीट तापमान जो चक्र के अधिकतम तापमान को सीमित करता है; (बी) साइडवॉल और इलेक्ट्रोड को पिघलने से बचाने की क्षमता; (सी) गर्म स्लैग कोटिंग से इलेक्ट्रोड को विद्युत रासायनिक हमले से बचाने की क्षमता-दीवारों को उच्च धारा या चाप के साथ जोड़ा जाता है जो इलेक्ट्रोड पर बाधा डालते हैं क्योंकि वे प्लाज्मा से सीधे प्रवाह को ले जाते हैं; और (डी) प्रत्येक इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत इन्सुलेटर की क्षमता से। ऑक्सीजन/हवा और उच्च ऑक्सीडेंट प्रीहीट्स के साथ कोयले से चलने वाले एम. एच. डी. संयंत्र संभवतः लगभग 4200 डिग्री फ़ारेनहाइट, 10 वायुमंडल के दबाव के पोटेशियम बीज वाले प्लाज्मा प्रदान करेंगे, और Mach1.2 पर विस्तार शुरू करेंगे। ये संयंत्र ऑक्सीडेंट प्रीहीट और संयुक्त चक्र भाप उत्पादन के लिए एम. एच. डी. निकास गर्मी को पुनर्प्राप्त करेंगे। आक्रामक धारणाओं के साथ, डी. ओ. ई. द्वारा वित्त पोषित एक व्यवहार्यता अध्ययन कि प्रौद्योगिकी कहाँ जा सकती है, जून 1989 में प्रकाशित 1000 एम. डब्ल्यू. ई. उन्नत कोयला-चालित एम. एच. डी./स्टीम बाइनरी साइकिल पावर प्लांट अवधारणात्मक डिजाइन से पता चला कि एक बड़ा कोयला-चालित एम. एच. डी. संयुक्त चक्र संयंत्र एच. एच. वी. ऊर्जा दक्षता 60 प्रतिशत तक प्राप्त कर सकता है-जो अन्य कोयला-ईंधन वाली प्रौद्योगिकियों से काफी अधिक है, इसलिए कम परिचालन लागत की संभावना मौजूद है। हालाँकि, उन आक्रामक परिस्थितियों या आकार पर अभी तक कोई परीक्षण नहीं हुआ है, और अब परीक्षण के तहत कोई बड़ा एम. एच. डी. जनरेटर नहीं हैं। वाणिज्यिक कोयला-ईंधन एम. एच. डी. डिजाइन में विश्वास प्रदान करने के लिए केवल एक अपर्याप्त विश्वसनीयता ट्रैक रिकॉर्ड है। रूस में U25B MHD परीक्षण में ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस का उपयोग करते हुए एक सुपरकंडक्टिंग चुंबक का उपयोग किया गया, और इसका उत्पादन 1.4 मेगावाट था। 1992 में अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डी. ओ. ई.) द्वारा वित्त पोषित परीक्षणों की एक कोयले से चलने वाली एम. एच. डी. जनरेटर श्रृंखला ने बट्टे, मोंटाना में घटक विकास और एकीकरण सुविधा (सी. डी. आई. एफ.) में एक बड़े सुपरकंडक्टिंग चुंबक से एम. एच. डी. शक्ति का उत्पादन किया। तकनीक के वाणिज्यिक स्थायित्व को सत्यापित करने के लिए इनमें से कोई भी परीक्षण लंबी अवधि के लिए आयोजित नहीं किया गया था। परीक्षण सुविधाओं में से कोई भी एक वाणिज्यिक इकाई के लिए बड़े पैमाने पर पर्याप्त नहीं था। सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट का उपयोग बड़े एम. एच. डी. जनरेटरों में बड़े परजीवी नुकसानों में से एक को खत्म करने के लिए किया जाता हैः विद्युत चुंबक को सक्रिय करने के लिए आवश्यक शक्ति। सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट, एक बार चार्ज होने पर, कोई शक्ति का उपभोग नहीं करते हैं, और 4 टेस्ला और उससे अधिक तीव्र चुंबकीय क्षेत्र विकसित कर सकते हैं। चुंबकों के लिए एकमात्र परजीवी भार प्रशीतन को बनाए रखना और गैर-सुपरक्रिटिकल कनेक्शनों के लिए छोटे नुकसान की भरपाई करना है। उच्च तापमान के कारण, ऑक्सीकरण को रोकने के लिए चैनल की गैर-संवाहक दीवारों का निर्माण अत्यधिक गर्मी प्रतिरोधी पदार्थ जैसे कि यट्रियम ऑक्साइड या जिरकोनियम डाइऑक्साइड से किया जाना चाहिए। इसी तरह, इलेक्ट्रोड उच्च तापमान पर प्रवाहकीय और गर्मी प्रतिरोधी दोनों होने चाहिए। सी. डी. आई. एफ. में ए. वी. सी. ओ. कोयला-ईंधन वाले एम. एच. डी. जनरेटर का परीक्षण प्लैटिनम, टंगस्टन, स्टेनलेस स्टील और विद्युत-संवाहक मिट्टी के बर्तनों से ढके पानी से ठंडा किए गए तांबे के इलेक्ट्रोड के साथ किया गया था। विषाक्त उपोत्पाद एम. एच. डी. खतरनाक जीवाश्म ईंधन अपशिष्ट के समग्र उत्पादन को कम कर देता है क्योंकि यह पौधे की दक्षता को बढ़ाता है। एम. एच. डी. कोयला संयंत्रों में, यू. एस. द्वारा विकसित पेटेंट की गई वाणिज्यिक "इकोनोज्ड" प्रक्रिया (नीचे देखें) स्टैक-गैस स्क्रबर द्वारा ली गई फ्लाई ऐश से पोटेशियम आयनीकरण बीज का पुनर्चक्रण करती है। हालाँकि, यह उपकरण एक अतिरिक्त खर्च है। यदि पिघली हुई धातु एक एम. एच. डी. जनरेटर का आर्मेचर तरल पदार्थ है, तो विद्युत चुंबकत्व और चैनल के शीतलक के साथ ध्यान रखा जाना चाहिए। आम तौर पर एम. एच. डी. तरल पदार्थ के रूप में उपयोग की जाने वाली क्षार धातुएँ पानी के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करती हैं। इसके अलावा, गर्म, विद्युतीकृत क्षारीय धातुओं और चैनल सिरेमिक के रासायनिक उपोत्पाद जहरीले और पर्यावरणीय रूप से स्थायी हो सकते हैं। इतिहास पहले व्यावहारिक एम. एच. डी. शक्ति अनुसंधान को 1938 में यू. एस. में वेस्टिंगहाउस द्वारा पिट्सबर्ग, पेंसिल्वेनिया प्रयोगशालाओं में हंगेरियन बेला कार्लोविट्ज़ के नेतृत्व में वित्त पोषित किया गया था। एम. एच. डी. पर प्रारंभिक पेटेंट बी. कार्लोविट्ज़, यू. एस. पेटेंट नं. 2,210,918, "ऊर्जा के रूपांतरण के लिए प्रक्रिया", 13 अगस्त, 1940। द्वितीय विश्व युद्ध ने विकास को बाधित किया। 1962 में, इंटरनेशनल रिसर्च एंड डेवलपमेंट कंपनी लिमिटेड के डॉ. ब्रायन सी. लिंडले द्वारा न्यूकैसल अपोन टाइन, यूके में एमएचडी पावर पर पहला अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन आयोजित किया गया था। समूह ने आगे के सम्मेलनों की स्थापना और विचारों के प्रसार के लिए एक संचालन समिति का गठन किया। 1964 में, समूह ने यूरोपीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी के परामर्श से पेरिस, फ्रांस में एक दूसरा सम्मेलन आयोजित किया। चूंकि ई. एन. ई. ए. में सदस्यता सीमित थी, इसलिए समूह ने अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी को जुलाई 1966 में ऑस्ट्रिया के साल्ज़बर्ग में एक तीसरे सम्मेलन को प्रायोजित करने के लिए राजी किया। इस बैठक में बातचीत ने संचालन समिति को ई. एन. ई. ए. के तहत एक आवधिक रिपोर्टिंग समूह, आई. एल. जी.-एम. एच. डी. (अंतर्राष्ट्रीय संपर्क समूह, एम. एच. डी.) में बदल दिया, और बाद में 1967 में, अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी के तहत भी। 1960 के दशक में आर. रोजा द्वारा किए गए आगे के शोध ने जीवाश्म-ईंधन प्रणालियों के लिए एम. एच. डी. की व्यावहारिकता स्थापित की। 1960 के दशक में, एवीसीओ एवरेट एयरोनॉटिकल रिसर्च ने एमके के साथ समाप्त होने वाले प्रयोगों की एक श्रृंखला शुरू की। 1965 का वी जनरेटर। इसने 35 मेगावाट का उत्पादन किया, लेकिन इसके चुंबक को चलाने के लिए लगभग 8 मेगावाट का उपयोग किया। 1966 में आई. एल. जी.-एम. एच. डी. की पहली औपचारिक बैठक पेरिस, फ्रांस में हुई थी। इसने 1967 में एक आवधिक स्थिति रिपोर्ट जारी करना शुरू किया। यह स्वरूप इस संस्थागत रूप में 1976 तक बना रहा। 1960 के दशक के अंत में, एम. एच. डी. में रुचि कम हो गई क्योंकि परमाणु ऊर्जा अधिक व्यापक रूप से उपलब्ध हो रही थी। 1970 के दशक के अंत में, जैसे-जैसे परमाणु ऊर्जा में रुचि कम हुई, एम. एच. डी. में रुचि बढ़ी। 1975 में, यूनेस्को को विश्वास हो गया कि एम. एच. डी. विश्व कोयला भंडार का उपयोग करने का सबसे कुशल तरीका हो सकता है, और 1976 में, आई. एल. जी.-एम. एच. डी. को प्रायोजित किया। 1976 में, यह स्पष्ट हो गया कि अगले 25 वर्षों में कोई भी परमाणु रिएक्टर एम. एच. डी. का उपयोग नहीं करेगा, इसलिए अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी और ई. एन. ई. ए. (दोनों परमाणु एजेंसियां) ने आई. एल. जी.-एम. एच. डी. से समर्थन वापस ले लिया, जिससे यूनेस्को आई. एल. जी.-एम. एच. डी. का प्राथमिक प्रायोजक बन गया। पूर्व यूगोस्लाविया विकास दस साल से अधिक की अवधि में, पूर्व यूगोस्लावियन इंस्टीट्यूट ऑफ थर्मल एंड न्यूक्लियर टेक्नोलॉजी (आई. टी. ई. एन.), एनर्जीइनवेस्ट कंपनी, साराजेवो के इंजीनियरों ने 1989 में पहला प्रायोगिक मैग्नेटो-हाइड्रोडायनामिक सुविधा बिजली जनरेटर बनाया था। यहीं पर इसे पहली बार पेटेंट कराया गया था। अमेरिकी विकास 1980 के दशक में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने एक जोरदार बहु-वर्षीय कार्यक्रम शुरू किया, जिसका समापन बट्टे, मोंटाना में घटक विकास और एकीकरण सुविधा (सी. डी. आई. एफ.) में 1992 50 मेगावाट के प्रदर्शन कोयला दहन यंत्र में हुआ। इस कार्यक्रम का टेनेसी अंतरिक्ष संस्थान विश्वविद्यालय में कोल-फायर्ड-इन-फ्लो-फैसिलिटी (सी. एफ. आई. एफ. एफ.) में भी महत्वपूर्ण काम था। इस कार्यक्रम ने चार भागों को संयुक्त कियाः एक एकीकृत एमएचडी टॉपिंग चक्र, जिसमें चैनल, इलेक्ट्रोड और वर्तमान नियंत्रण इकाइयाँ एवीसीओ द्वारा विकसित की गईं, जिन्हें बाद में बोस्टन के टेक्सट्रॉन डिफेंस के रूप में जाना गया। यह प्रणाली एक हॉल प्रभाव वाहिनी जनित्र थी जिसे पोटेशियम आयनीकरण बीज के साथ पल्वराइज्ड कोयले द्वारा गर्म किया जाता था। एवीसीओ ने प्रसिद्ध एमके विकसित किया था। वी जनरेटर, और महत्वपूर्ण अनुभव था। सी. डी. आई. एफ. में विकसित एक एकीकृत तल चक्र। आयनीकरण बीज को पुनः उत्पन्न करने के लिए एक सुविधा टीआरडब्ल्यू द्वारा विकसित की गई थी। उड़ने वाली राख में पोटेशियम कार्बोनेट को स्क्रबर से सल्फेट से अलग किया जाता है। पोटेशियम को फिर से प्राप्त करने के लिए कार्बोनेट को हटा दिया जाता है। एम. एच. डी. को पहले से मौजूद कोयला संयंत्रों में एकीकृत करने की एक विधि। ऊर्जा विभाग ने दो अध्ययन शुरू किए। वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक ने स्नीड्स, फ्लोरिडा में गल्फ पावर के शोल्ट्ज़ संयंत्र के आधार पर एक अध्ययन किया। एम. एच. डी. विकास निगम ने भी जे. ई. पर आधारित एक अध्ययन तैयार किया। बिलिंग्स, मोंटाना की मोंटाना पावर कंपनी का कॉरेट संयंत्र। सी. डी. आई. एफ. में प्रारंभिक प्रोटोटाइप को छोटी अवधि के लिए संचालित किया गया था, जिसमें विभिन्न कोयले थेः मोंटाना रोज़बड, और एक उच्च-सल्फर संक्षारक कोयला, इलिनोइस नं। 6. इंजीनियरिंग, रसायन विज्ञान और भौतिक विज्ञान का एक बड़ा सौदा पूरा किया गया था। अंतिम घटकों के विकसित होने के बाद, 4,000 घंटे के निरंतर संचालन के साथ परिचालन परीक्षण पूरा किया गया, मोंटाना रोज़बड पर 2,000, इलिनोइस नंबर पर 2,000। 6. परीक्षण 1993 में समाप्त हुआ। जापानी विकास 1980 के दशक के अंत में जापानी कार्यक्रम बंद-चक्र एम. एच. डी. पर केंद्रित था। यह विश्वास था कि इसमें उच्च दक्षता और छोटे उपकरण होंगे, विशेष रूप से 100 मेगावाट (विद्युत) के पास स्वच्छ, छोटे, किफायती संयंत्र क्षमताओं में जो जापानी परिस्थितियों के अनुकूल हैं। ओपन-साइकिल कोयला-संचालित संयंत्रों को आम तौर पर 200 मेगावाट से अधिक किफायती माना जाता है। प्रयोगों की पहली प्रमुख श्रृंखला फ्यूजी-1 थी, जो टोक्यो प्रौद्योगिकी संस्थान में एक शॉक ट्यूब से संचालित एक ब्लो-डाउन प्रणाली थी। इन प्रयोगों ने एन्थैल्पी के 30.2% तक निकाला, और 100 मेगावाट प्रति घन मीटर के करीब बिजली घनत्व प्राप्त किया। इस सुविधा का वित्त पोषण टोक्यो इलेक्ट्रिक पावर, अन्य जापानी उपयोगिताओं और शिक्षा विभाग द्वारा किया गया था। कुछ अधिकारियों का मानना है कि यह प्रणाली हीलियम और आर्गन वाहक गैस और पोटेशियम आयनीकरण बीज के साथ एक डिस्क जनरेटर थी। 1994 में, प्राकृतिक गैस द्वारा संचालित 5 मेगावाट की निरंतर बंद-चक्र सुविधा, फुजी-2 के लिए विस्तृत योजनाएं थीं, जिन्हें फुजी-1 के अनुभव का उपयोग करके बनाया जाना था। मूल एम. एच. डी. डिजाइन एक डिस्क जनरेटर का उपयोग करके निष्क्रिय गैसों के साथ एक प्रणाली होनी थी। इसका उद्देश्य 30 प्रतिशत एन्थैल्पी निष्कर्षण और 60 प्रतिशत एम. एच. डी. तापीय दक्षता था। फुजी-2 के बाद 300 मेगावाट के प्राकृतिक गैस संयंत्र को फिर से स्थापित किया जाना था। 1986 में, सिडनी विश्वविद्यालय में प्रोफेसर ह्यूगो कार्ल मेसरले ने कोयले से चलने वाले एम. एच. डी. पर शोध किया। इसके परिणामस्वरूप सिडनी के बाहर एक 28 एम. डब्ल्यू. टॉपिंग सुविधा संचालित की गई। मेसर्ल ने यूनेस्को के शिक्षा कार्यक्रम के हिस्से के रूप में सबसे हालिया संदर्भ कार्यों में से एक (नीचे देखें) भी लिखा। ह्यूगो के लिए एक विस्तृत श्रद्धांजलि ऑस्ट्रेलियाई तकनीकी विज्ञान और इंजीनियरिंग अकादमी (एटीएसई) की वेबसाइट पर स्थित है। इतालवी विकास इतालवी कार्यक्रम 1989 में लगभग 20 मिलियन अमेरिकी डॉलर के बजट के साथ शुरू हुआ, और इसके तीन मुख्य विकास क्षेत्र थेः एम. एच. डी. मॉडलिंग। सुपरकंडक्टिंग चुंबक विकास। 1994 में लक्ष्य 2 मीटर लंबा एक प्रोटोटाइप था, जो 8 मीटर लंबे एम. एच. डी. प्रदर्शन के लिए 66 एम. जे. का भंडारण करता था। फील्ड 5टेस्लास होना था, जिसमें 0.15T/m का टेपर होना था। ज्यामिति को एक काठी के आकार के समान होना था, जिसमें नियोबियम-टाइटेनियम तांबे के बेलनाकार और आयताकार घुमावदार थे। प्राकृतिक गैस बिजली संयंत्रों के लिए रेट्रोफिट। एक रवेन्ना में एनिचेम-एनिक फैक्टर में होना था। इस संयंत्र में, एम. एच. डी. से दहन गैसें बॉयलर में चली जाएंगी। दूसरा ब्रिन्डिसी में एक बिजली स्टेशन के लिए 230 मेगावाट (थर्मल) की स्थापना थी, जो मुख्य बिजली संयंत्र को भाप देगा। चीनी विकास एक संयुक्त U.S.-China राष्ट्रीय कार्यक्रम 1992 में कोयले से चलने वाले नं. असबाख में 3 पौधे। मार्च 1994 में एक और ग्यारह वर्षीय कार्यक्रम को मंजूरी दी गई। इसने अनुसंधान के केंद्रों की स्थापना कीः चीनी विज्ञान अकादमी, बीजिंग में विद्युत इंजीनियरिंग संस्थान, जो एम. एच. डी. जनरेटर डिजाइन से संबंधित है। शंघाई पावर रिसर्च इंस्टीट्यूट, समग्र प्रणाली और सुपरकंडक्टिंग चुंबक अनुसंधान से संबंधित है। नानजिंग के दक्षिण पूर्व विश्वविद्यालय में थर्मोएनर्जी रिसर्च इंजीनियरिंग संस्थान, बाद के विकास से संबंधित है। 1994 के अध्ययन ने एम. एच. डी. और बॉटमिंग साइकिल संयंत्रों के साथ एक 10 डब्ल्यू (विद्युत, 108 एम. डब्ल्यू. तापीय) जनरेटर का प्रस्ताव रखा, जो भाप पाइपिंग द्वारा जुड़ा हुआ था, ताकि दोनों स्वतंत्र रूप से काम कर सकें। रूसी विकास 1971 में मास्को के पास 25 मेगावाट की परिकल्पित क्षमता के साथ प्राकृतिक गैस से चलने वाले यू-25 संयंत्र को पूरा किया गया था। 1974 तक इसने 6 मेगावाट बिजली वितरित की। 1994 तक, रूस ने मास्को में रूसी विज्ञान अकादमी के उच्च-तापमान संस्थान में कोयला संचालित सुविधा यू-25 का विकास और संचालन किया था। यू-25 का बॉटमिंग प्लांट वास्तव में मॉस्को उपयोगिता के साथ अनुबंध के तहत संचालित किया गया था, और मॉस्को के ग्रिड में बिजली डाली गई थी। रूस में कोयले से चलने वाले डिस्क जनरेटर के विकास में काफी रुचि थी। 1986 में एम. एच. डी. जनरेटर वाला पहला औद्योगिक बिजली संयंत्र बनाया गया था, लेकिन 1989 में एम. एच. डी. के शुभारंभ से पहले परियोजना को रद्द कर दिया गया था और बाद में इस बिजली संयंत्र को सामान्य निर्माण के साथ 7वीं इकाई के रूप में रियाज़ान पावर स्टेशन में शामिल कर लिया गया। कम्प्यूटेशनल मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक्स शिओडा, एस. "क्लोज्ड-साइकिल एमएचडी पावर प्लांट्स पर व्यवहार्यता अध्ययन के परिणाम", प्रोसी। प्लाज्मा टेक। कॉन्फ़., 1991, सिडनी, ऑस्ट्रेलिया, पीपी. 189-200। आर. जे. रोजा, मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक एनर्जी कन्वर्जन, 1987, हेमिस्फियर पब्लिशिंग, वाशिंगटन, डी. सी. जी. जे. वोमैक, एम. एच. डी. पावर जेनरेशन, 1969, चैपमैन एंड हॉल, लंदन। बाहरी लिंक टेनेसी अंतरिक्ष संस्थान विश्वविद्यालय में एम. एच. डी. जनरेटर अनुसंधान (संग्रह)-2004 कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग संस्थान, अकादमीमगोरोडोक, रूस में एक एम. एच. डी.-जनरेटर का मॉडल-2003 बोलोग्ना विश्वविद्यालय, इटली की मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक इंजीनियरिंग प्रयोगशाला-2003 उच्च दक्षता मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक पावर जनरेशन-2015 रासायनिक इंजीनियरिंग विद्युत जनरेटर ऊर्जा रूपांतरण अमेरिकी आविष्कार प्लाज्मा प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग पावर स्टेशन प्रौद्योगिकी