شنبه, ۳۰ تیر, ۱۴۰۳ / 20 July, 2024
مجله ویستا

روشی برای تولید ارزان هیدروژن


روشی برای تولید ارزان هیدروژن
شرکت Quantum sphre یکی از پیش قراولان تولید آلیاژهای نانو مقیاس برای مصارف انرژی و دیگر صنایع، اعلام کرده است پروژه‌ای جهت تولید انبوه هیدروژن ارزان با روشی جدید در دست اجراء دارد. هم‌اکنون بازار بسیار مطلوبی برای تولید سوخت هیدروژنی با منبع انرژی ارزان، پاک و با راندمان بالا وجود دارد.
روش‌های رایج تولید هیدروژن مطلوب نیست زیرا این روش‌ها منوط به استفاده از سوخت‌های فسیلی بوده و پاک بودن و اقتصادی بودن آنها زیر سؤال می‌رود.
Kevin Maloney از شرکت Quantum sphere معتقد است، روش‌های رایج تولید هیدروژن سال‌ها است که شناخته شده‌اند، تغییرات اندکی در اشل صنعتی آنها ایجاد شده است.
شرکت‌های بزرگ نفتی میلیون‌ها دلار برای فعالیت‌های زیربنائی خود هزینه کرده‌اند، ولی هنوز به نوآوری قابل توجهی در فرآیند تولید هیدروژن دست نیافته‌اند و در نتیجه هیدروژن هنوز به‌صورت سنتی از تغییر هیدروکربن‌ها با زغال‌سنگ به‌دست می‌آید.
عموماً با توجه بازده فرآیند رایج، به‌ازاء هر پوند هیدروژن تولید شده چهار پوند گاز دی‌اکسیدکربن (گاز گلخانه‌ای) تولید می‌شود. زمانی که میلیون‌ها پوند هیدروژن تولید شود، گاز دی‌اکسیدکربن تولید شده سرسام‌آور خواهد بود.
با افزایش قیمت نفت، اهمیت استفاده و جایگزین سوخت هیدروژنی نمایان‌تر می‌گردد و نیاز به یافتن منبع اقتصادی‌تر برای تأمین انرژی احساس می‌شود. یکی از روش‌های رهائی از وابستگی تولید هیدروژن به سوخت‌های فسیلی، تولید هیدروژن با الکترولیز آب است.
بعد از کشف تأثیر پلاتین در الکترولیز آب و امکان تولید هیدروژن از آب تا به امروز، تنها ۵ درصد از هیدروژن‌های تولید شده از الکترولیز آب بوده است که فرآینی کاملاً پرهزینه است.
شرکت‌های بسیاری در حال تلاش برای تولید هیدروژن با بازده بالا با الکترولیز آب هستند، ولی تاکنون هیچ‌یک نتیجه مطلوبی به‌دست نیاورده‌اند و همان روش متداول استفاده از الکترودهای پلاتین به‌عنوان بهترین روش تلقی می‌شود.
هزینه بالای استفاده از فلز پلاتین باعث‌شده از الکترودهائی با سطح کم در این فرآیند استفاده شود.
دکتر Douglas Carpenter مدیر پخش علمی شرکت Sphere Quantum معتقد است سرانجام مطالعات آنها در بخش الکترولیز آب به نتیجه رسیده و این شرکت توانست با استفاده از نانو مواد به همراه الکترولیز آب، هیدروژن را با کمترین هزینه تهیه کند.
الکترودهای مورد استفاده این شرکت با نام تجاری QSI-Nano TM معروف است که نوعی آلیاژ خاص بوده و نسبت به پلاتین ۱۰ برابر ارزانتر است و به‌دلیل نانو ساختار بودن الکترود، سطح مفید ان به شکل عجیبی افزایش یافته است و همین امر باعث کاهش هزینه‌های این الکترود شده و به شدت بازده فرآیند را افزایش داده است.
این فرآیند جدید الکترولیز اب که توسط شرکت Quantum Spheres ارائه شده است وابستگی الکترولیز آب را به فلز پلاتین کاهش داده است و ۸۰ درصد قیمت تمام شده الکترود را کاهش داده است و سطح مفید آن را افزایش می‌دهد. این در حالی است که پتانسیل الکتریکی و در نتیجه مقاومت فرآیند الکترولیز نیز کاهش یافته است.
دکتر Kim McGrath مدیر بخش تحقیقات پیل سوختی این شرکت معتقد است که فرآیند ارائه شده آنها فقط نیازمند وجود آب و الکتریسیته است، گاز دی‌اکسیدکربن تولید نمی‌شود و اگر هیدروژن و اکسیژن تولید شده را با هم درون یک پیل سوخت ادغام کنیم دوباره آب خالص و الکتریسیته تولید می‌شود.
برای تأمین منبع الکتریسیته برای فرآیند الکترولیز نیز می‌توان از منابع تجدیدپذیر مانند باد، خورشید، منابع هیدروالکتریکی و .. استفاده کرد.
● جداسازی ساده طلا و نقره از آب با نانولوله‌های کربنی
پژوهشگران روش بسیار ساده نانوکربنی مبتنی بر محلول را برای سنتز نانوهیبریدهای ثنانوبلوری نانولوله کربنی - نقره توسعه داده‌اند.
در این فرآیند نانو مواد حاصل از آن می‌توانند در کانالیز و زیست‌شناسی شیمیائی استفاده شود.
همچنین می‌توان از روش نانوکربنی برای استخراج نقره و طلا از پساب‌ها استفاده کرد.
در این روش از هیچ عالم احیاءکننده دیگری استفاده نشده است و فقط نیترات نقره به همراه نانولوله کربنی به‌کار گرفته شده است.
نانوهیبریدهای نقره - نانولوله کربنی را می‌توان به آسانی در مقیاس بزرگ و با قابلیت تولید مجدد ایجاد کرد.
● ارائه کوچکترین خودروی هیدروژنی در دنیا
به زودی کودکان نیز با خرید ماشین اسباب‌بازی H-Racer که دارای جایگاه سوختگیری هیدروژن نیز می‌باشد. با اقتصاد سوخت آشنا خواهد شد. شرکت‌ فن‌آوری‌های پیل سوختی Horizon تولیدکننده محصولات تجاری و صنعتی پیل سوختی ماشین H-Racer را به‌عنوان یک هزینه آموزشی برای کودکان و با قیمت نازل تولید نموده است.
عصر هیدروژن طلوع نموده و پیل‌های سوختی هیدروژنی نقش بسیار مهمی در آینده معادلات انرژی این سیاره ایفاء خواهند نمود. H-Racer طی چند ماه آینده به‌عنوان کوچکترین خودروی هیدروژنی جهان وارد بازار خواهد شد.
این خودرو به‌عنوان یک اسباب‌بازی جعبه‌ای بسیار ساده اما دارای مفهوم آموزشی ارزشمندی می‌باشد و در این ماشین مدل‌سازی طراحی و عملی بودن با هم ترکیب شده و امکان مشاهده مخزن ذخیره هیدروژن وجود دارد. همچنین این خودرو به‌عنوان یک جعبه انرژی جدید چگونگی تهیه سوخت قابل ذخیره از آب و خورشید و تأمین انرژی خودرو با استفاده از یک پیل سوختی را به‌خوبی نشان می‌دهد.
منبع : ماهنامه مهرآب