पहली कार पेट्रोल से नहीं चलती थी, बल्कि हाइड्रोजन से चलती थी
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Otomobilin ilk yakıtı benzin oldu derken aslında aap galt soch rahe hain: itihas ka pehla internal combustion engine 1806 mein hydrogen-oxygen mixture se chalta tha. Yani petrol car ka pioneer, aaj jise hum hydrogen car kehte hain, wahi technology thi. Swiss inventor François Isaac de Rivaz se lekar Samuel Brown tak, Étienne Lenoir se lekar Karl Benz tak faili is kahani mein, car history ke sabse kam jaane-maane lekin sabse surprising chapters mein se ek hai.
Mukhya Baatein
- Pehla internal combustion engine 1806 mein hydrogen se chala; patent 30 January 1807 ko mila
- Samuel Brown ne, 27 May 1826 ko apne gas engine waale vehicle se Shooter's Hill chadha
- Étienne Lenoir ka Hippomobile electrolysis se banaye gaye hydrogen se Paris se Joinville-le-Pont tak gaya (1863)
- Benz Patent-Motorwagen ko 29 January 1886 ko patent mila - yani kareeb 80 saal baad
Internal combustion engine pehle kab aur kya use karke chala?
Jawab saaf hai: 1806 mein aur hydrogen-oxygen mixture se. Us saal Paris mein paida hue Swiss artillery officer François Isaac de Rivaz ne cylinder ke andar ek explosive fuel mixture ko ignite karke piston ko dhakka dene waale engine ko test karna shuru kiya. Aaj hum jo engines use karte hain unki working logic ka core - fuel ko cylinder mein jalaao, piston ko dhakka do - yahi tha. Iske alawa, de Rivaz ke engine mein spark plug se ignition bhi thi, yani modern petrol engine ki dono basic features is pehle design mein already maujood thi.
Idea kahan se aaya? Military service se. Artillery officer hone ke naate woh explosives ke bahut close the aur yahi experience unhe ek ajeeb lekin brilliant sawaal ki taraf le gaya: Steam ki jagah, direct explosion se piston ko dhakka kyun nahi diya ja sakta? 1804 mein cylinder ke andar explosion experiments shuru kiye aur jaldi hi ek working engine banaya.
De Rivaz ki hydrogen car kaise kaam karti thi?
Yahan pe cheezein sach mein interesting ho jaati hain. Engine, cylinder mein ignite hone waale hydrogen-oxygen mixture se chalta tha. Compressed hydrogen ek balloon mein store hota tha aur oxygen alag air intake se aata tha. Ignition? Ek external button dabaakar electric spark create hota tha - Voltaic pile se. Yani driver, har power stroke ko apne haath se trigger karta tha. Engine mein koi timing mechanism nahi tha; fuel intake bhi aur ignition bhi poora manual tha. Ab socho: har piston stroke ke liye ek button dabaakar car chalana. Gym + driving ek saath, lekin technically ek real internal combustion engine.
Power transmission bhi bilkul alag thi. Explosion piston ko vertical cylinder mein upar dhakelta tha, phir heavy piston apne weight se neeche aate waqt ek ratchet system ke through pulley-wheel aur rope arrangement se car ke front wheels ko ghumaata tha. Sunne mein ajeeb lagta hai, lekin kaam karta tha.
30 January 1807 ko Paris mein patent number 731 mila; Switzerland ke Valais canton ke patent office ne bhi iski confirm ki. Usi saal de Rivaz ne apne experimental engine ko ek vehicle mein fit kiya aur ek short distance travel karne mein kaamyaab raha - internal combustion engine se road lenne waali pehli vehicle officially sadkon pe aa gayi.
1813 ka giant: grand char mécanique
De Rivaz ruke nahi aur 1813'de बहुत बड़ा वाहन बनाया: 6 मीटर लंबा, 2 मीटर व्यास वाले पहियों के साथ, लगभग 1 टन वजनी। सिलेंडर 1.5 मीटर और पिस्टन स्ट्रोक 97 सेमी था। ईंधन मिश्रण लगभग 2 लीटर कोयले की गैस और 10-12 लीटर हवा से बना था। प्रत्येक पिस्टन स्ट्रोक पर वाहन 4-6 मीटर आगे बढ़ता था।
प्रदर्शन कैसा था? स्विट्ज़रलैंड के Vevey शहर में इस विशाल वाहन ने, ~9% ढलान वाली सड़क पर 300 किग्रा पत्थर और लकड़ी के भार के साथ चार लोगों को 26 मीटर आगे ले जाया - 3 किमी/घंटा की गति से। तेज़ न कहें, लेकिन यह अपनी शक्ति से भार ढोने वाला वाहन था और उस समय भी यह एक उपलब्धि थी।
दुर्भाग्य से सब कोई आश्वस्त नहीं हुआ। फ्रेंच अकादमी ऑफ साइंसेज का मानना था कि आंतरिक दहन इंजन कभी भी भाप इंजन के प्रदर्शन तक नहीं पहुंच सकेगा। आज पीछे मुड़कर देखें तो यह अनुमान कितना गलत निकला, है ना?
तो पहला कौन? Pyreolophore का मामला
ईमानदारी से कहें तो, "पहला आंतरिक दहन इंजन" की उपाधि अब भी बहस का विषय है। फ्रांसीसी भाइयों Nicéphore और Claude Niépce ने, 1807 में पानी की धार की प्रतिक्रिया से नाव चलाने वाला Pyreolophore नामक अपना इंजन विकसित किया और 20 जुलाई 1807 को पेटेंट प्राप्त किया। De Rivaz का पेटेंट 30 जनवरी 1807 का है - यानी कुछ महीने पहले। दोनों डिज़ाइन अलग-अलग तरीकों से काम करते थे, इसलिए "कौन सा वास्तव में पहला है" का सवाल, परिभाषा के आधार पर बदल सकता है। लेकिन वाहन के साथ सड़क पर चलने वाला पहला इंजन निश्चित रूप से De Rivaz का था।
Samuel Brown और Shooter's Hill चढ़ाई (1826)
अंग्रेज़ इंजीनियर Samuel Brown ने, 1825-1835 के बीच निस्संदेह वास्तव में काम करने वाला और यांत्रिक रूप से सफल पहला गैस इंजन विकसित किया। शिखर का क्षण था 27 मई 1826: Brown ने अपने इंजन को एक वाहन से जोड़कर लंदन के दक्षिण-पूर्व में स्थित Shooter's Hill को चढ़ाई की। चढ़ाई मोटर वाहन के लिए सबसे कठोर परीक्षा है; यह चढ़ाई बड़ी संख्या में दर्शकों की संतुष्टि के साथ समाप्त हुई।
इंजन का विवरण भी प्रभावशाली था: 4 hp शक्ति, 2 सिलेंडर, वायुमंडलीय गैस संचालन और 89 लीटर वॉल्यूम। हाँ, 89 लीटर - हम आज के इंजनों के वॉल्यूम की बात नहीं कर रहे हैं। एक बात और: भले ही Brown का यह वाहन परीक्षण प्रमुख रहा, यह ज्ञात है कि गैस-वैक्यूम इंजन को बाद की एक परियोजना में हाइड्रोजन के बजाय कोयले की गैस से चलाया गया और पंपिंग के उद्देश्य के लिए इस्तेमाल किया गया। यह भी कहा जाता है कि Brown ने एक पुराने Newcomen भाप इंजन को गैस जलाने के रूप में ढाला - यानी हाइड्रोजन अग्रदूतों और भाप युग के बीच का संबंध भी यहीं दिखाई देता है।
Lenoir का Hippomobile: पेरिस में हाइड्रोजन से घूमना
अब बारी शायद कहानी के सबसे विशिष्ट व्यक्ति की है: बेल्जियम में जन्मे इंजीनियर Jean-Joseph-Étienne Lenoir। 1860 में उन्होंने पेरिस के Conservatoire National des Arts et Métiers से गैस दहन से प्रसारित होने वाली हवा के इंजन के लिए पेटेंट प्राप्त किया। 1863 में उन्होंने तीन पहियों वाला Hippomobile बनाया - घोड़ागाड़ी से नाम पाने वाला यह वाहन अपना आंतरिक दहन इंजन स्वयं ले जाता था।
और यहाँ फिर से हाइड्रोजन है: Hippomobile में एक सिलेंडर वाला इंजन था जो इलेक्ट्रोलिसिस से पानी को विभाजित करके बनाए गए हाइड्रोजन पर चलता था। इंजन प्राकृतिक चक्रों पर काम करता था। यानी Lenoir अपने पानी को बिजली में तोड़कर अपना ईंधन खुद बनाता था। आज हरित हाइड्रोजन के नाम से जाना जाने वाला विचार 1863 में पेरिस की सड़कों पर पहले ही घूम रहा था।
सितंबर 1863 में Lenoir ने अपनी Rue de la Roquette स्थित वर्कशॉप से लगभग 10 किलोमीटर की यात्रा पूरी की। बाद में उन्होंने पेरिस से Joinville-le-Pont तक की आने-जाने की 11 किमी यात्रा की; हर दिशा में लगभग 90 मिनट लगे और अधिकतम गति ~9 किमी/घंटा के आसपास थी। एक अन्य गणना दूरी 11 मील और समय 3 घंटे बताती है; यह अंतर संभवतः मार्ग और मापन के अंतर से है लेकिन नतीजा नहीं बदलता: वाहन औसत चलने की गति से धीमा था। फिर भी पहिए घूम रहे थे और इंजन यह अपने अपने ईंधन से कर रहा था। Lenoir ने कई साल बाद बताया कि उन्होंने अपने इंजन को Joinville-le-Pont के बीच एक खेत की गाड़ी चलाने के लिए कई बार इस्तेमाल किया। साथ ही उन्होंने अपने इंजन को कोयले की गैस जैसी विभिन्न गैसों के लिए अनुकूलित किया और लगभग 350-400 Lenoir गैस इंजन बनाए गए, बेचे गए - यानी पहली बार एक वास्तविक व्यावसायिक सफलता भी हाथ लगी।
अग्रदूत साथ-साथ: कौन, कब, किसके साथ?
| अग्रदूत | वर्ष | ईंधन | उल्लेखनीय उपलब्धि |
|---|---|---|---|
| François Isaac de Rivaz | 1806-1807 | हाइड्रोजन-ऑक्सीजन मिश्रण | पहला दहन इंजन, पहला पेटेंट, पहली वाहन यात्रा |
| Samuel Brown | 1826 | गैस | Shooter's Hill चढ़ाई |
| Étienne Lenoir | 1863 | इलेक्ट्रोलिसिस से बना हाइड्रोजन | पेरिस-Joinville-le-Pont यात्रा, इंजनों का सामूहिक उत्पादन |
| Karl Benz | 1885-1886 | पेट्रोल | आधुनिक ऑटोमोबाइल युग की शुरुआत करने वाला पेटेंट |
Karl Benz ने हाइड्रोजन की विरासत के ऊपर कैसे विजय पाई?
तो हाइड्रोजन के 80 साल की यात्रा के बाद पेट्रोल राजा कैसे बना? जवाब कई हिस्सों से मिलकर बना है। पहले जमीन तैयार करनी थी: 1876 में Nikola Otto ने भाप इंजनों की सीमाओं से प्रेरणा लेकर पहला सफल चार-चक्र आंतरिक दहन इंजन विकसित किया। Lenoir का 1858-1860 के बीच आविष्कार किया गया और 1860 में पेटेंट कराया गया, डबल-एक्शन और इलेक्ट्रिक स्पार्क इग्निशन वाला इंजन भी इस श्रृंखला की एक महत्वपूर्ण कड़ी था।
Benz अपने इंजनों की व्यावसायिक सफलता के कारण पेट्रोल से चलने वाली हल्की गाड़ी के सपने को अधिक समय दे पाए। परिणाम: 29 जनवरी 1886 को Mannheim में तीन पहियों वाली Benz Patent-Motorwagen के लिए पेटेंट - दस्तावेज़ में इसका नाम गैस इंजन से चलने वाला वाहन दर्ज है। Benz और Gottlieb Daimler दोनों के अत्यंत सफल और व्यावहारिक पेट्रोल वाहन बनाने के साथ आधुनिक ऑटोमोबाइल युग शुरू हुआ; इसीलिए Benz को आमतौर पर ऑटोमोबाइल का आविष्कारक माना जाता है।
लेकिन यह न भूलें: Mercedes-Benz का अपना इतिहास पृष्ठ भी Rivaz, Lenoir और ऑस्ट्रियाई Siegfried Marcus जैसे अग्रदूतों को अलग से गिनता है और बताता है कि इनमें से कुछ केवल कागज़ पर ही रहे, जबकि कुछ छोटे वाहन थे जो इंसान नहीं ले जा सकते थे। Benz की श्रेष्ठता का कारण यह था कि हाइड्रोजन डिज़ाइन व्यावहारिक नहीं थे और Otto चक्र वाले पेट्रोल वाहन वाणिज्यिक क्षेत्र पर हावी हो गए थे। एक और तकनीकी कारण: प्रारंभिक इंजनों में से अधिकांश भाप इंजन की तरह वायुमंडलीय सिद्धांत पर काम करते थे - यानी विस्फोट सीधे प्रणोदन उत्पन्न नहीं करता था, बल्कि निर्वात बनाकर पिस्टन को नीचे खींचता था। Benz का लाया हुआ ढांचा अधिक कुशल था।
पेट्रोल का ताज पहनना भी एक रात में नहीं हुआ। पेट्रोल तभी जाकर 1892 में ऑटोमोबाइल के आविष्कार के साथ एक मूल्यवान ईंधन के रूप में देखा जाने लगा। 1900-1910 के बीच स्प्रे कार्बुरेटर के आविष्कार ने अशोधित पेट्रोल के वाहनों में उपयोग का मार्ग खोल दिया। और 1920 तक सड़कों पर 90 लाख पेट्रोल वाहन थे। हाइड्रोजन का 80 साल का बढ़त पेट्रोल के हाथों चला गया।
क्या हाइड्रोजन आज वापस लौटा है?
बात की सुंदरता यह है: कहानी अभी बंद नहीं हुई। हाइड्रोजन आंतरिक दहन इंजन आज भी विकसित किया जा रहा है और कई स्रोत इस बात से सहमत हैं कि इस इंजन के आविष्कार का श्रेय de Rivaz को ही जाता है। ब्रिटिश निर्माण उपकरण दिग्गज JCB कहता है कि वह हाइड्रोजन से चलने वाला पूर्ण कार्यशील दहन इंजन विकसित करने वाली पहली निर्माण उपकरण कंपनी है और इसके लिए 150 इंजीनियरों के साथ 10 करोड़ पाउंड की एक परियोजना में 50,000 घंटों से अधिक परीक्षण किए गए।
ईंधन सेल की तरफ भी गतिविधि है। आधुनिक हाइड्रोजन वाहन बाज़ार 2025 तक 831 करोड़ डॉलर का है और आने वाले पाँच वर्षों के लिए प्रति वर्ष ~20% वृद्धि का अनुमान है। Toyota Mirai, Hyundai Nexo और Honda FCX Clarity जैसे मॉडल चुनिंदा बाज़ारों में बेचे गए; ईंधन सेल की लागत भी 2002 के बाद से 80% गिर गई। यानी de Rivaz का 1806 का विचार, दो सदियों बाद फिर मेज़ पर है - इस बार बहुत अधिक गंभीर बजट के साथ।
पेट्रोल इंजन की जड़ हाइड्रोजन में है: अंतिम बात
अगली कार चर्चा में अगर कोई कहे कि ऑटोमोबाइल का जन्म पेट्रोल से हुआ था, तो अब उसके पास एक और पत्ता है: ऑटोमोबाइल का इंजन हाइड्रोजन से जन्मा, और पेट्रोल तक उसकी पहुंच दशकों बाद हुई। De Rivaz के तोपखाने के प्रयोग से जन्मा वह बटनदार, गुब्बारे जैसा, भारी पिस्टन वाला विचार कमजोर लेकिन सच्चा विचार था; Brown ने उसे चढ़ाई पर चलाया, Lenoir ने उसे पेरिस की सड़कों पर घुमाया, और Benz ने उसे पेट्रोल के साथ एक उद्योग में बदल दिया। इतिहास कभी-कभी चक्कर लगाता है - और यह चक्कर शायद उसी जगह समाप्त होता है जहां से शुरू हुआ था। आपके अनुसार क्या अधिक रोचक है: हाइड्रोजन से शुरू होने वाली एक कहानी का पेट्रोल की ओर मुड़ना, या फिर उसका दोबारा हाइड्रोजन की ओर लौटना?