به گزارش تجارت نیوز، هیدروژن سبز به عنوان یک منبع انرژی پاک و پایدار، همواره مورد توجه محققان و صنایع مختلف قرار داشته است. با این حال، تولید هیدروژن سبز تا به امروز از نظر هزینهها با چالشهای جدی روبرو بوده است. تولید این نوع هیدروژن معمولا سه تا پنج برابر گرانتر از هیدروژن خاکستری تولید شده از متان بوده است. یکی از دلایل اصلی این مشکل، هزینه بالای تولید اکسیژن در فرآیند تجزیه آب است که در تکنیکهای سنتی الکترولیز به کار میرود. اما اکنون یک روش جدید با استفاده از شکر و ضایعات کشاورزی برای حل این مشکل معرفی شده است که میتواند تحولی در صنعت انرژی پاک ایجاد کند.
استفاده از ضایعات کشاورزی برای تولید هیدروژن سبز
تحقیقات جدید نشان داده است که میتوان از ضایعات کشاورزی مانند ساقه پنبه و گندم برای تولید هیدروژن سبز استفاده کرد. این روش مبتنی بر اکسیداسیون گلوکز است که به راحتی از این ضایعات استخراج میشود. در الکترولیز سنتی، آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه میشود. اما تولید اکسیژن در این فرآیند نیازمند انرژی زیادی است و هیچ ارزش تجاری ندارد. اما در این سیستم جدید، به جای تولید اکسیژن، گلوکز از ضایعات کشاورزی اکسیده میشود و واکنشی رخ میدهد که برای تولید هیدروژن تنها ۴۰۰ میلیولت ولتاژ کمتری نسبت به روش سنتی نیاز دارد. این تغییر نه تنها هزینهها را کاهش میدهد، بلکه یک محصول جانبی ارزشمند به نام فرمات تولید میکند که در صنعت دباغی چرم و تولید لاستیک کاربرد دارد و با قیمت ۴.۶۳ دلار به ازای هر کیلوگرم به فروش میرسد.
کاهش هزینهها و تولید هیدروژن با قیمت رقابتی
یکی از مهمترین دستاوردهای این تحقیق، کاهش چشمگیر هزینههای تولید هیدروژن سبز است. با جایگزینی بخش پرهزینه تولید اکسیژن با اکسیداسیون گلوکز، هزینه تولید هیدروژن سبز به تنها ۱.۵۴ دلار به ازای هر کیلوگرم (تقریبا ۰.۷۰ دلار به ازای هر پوند) کاهش یافته است. این هزینه بسیار پایینتر از قیمت سوختهای فسیلی است و میتواند به کاهش وابستگی صنایع سنگین مانند فولادسازی و کشتیرانی به سوختهای فسیلی کمک کند.
کاتالیزورهای نوین و فرآیند تجزیه آلفا
محققان در این پروژه از یک کاتالیزور تخصصی ساخته شده از اکسی هیدروکسید کبالت آلاییده با ۵ درصد مس استفاده کردهاند. این مقدار کم مس به عنوان یک فرمان مولکولی عمل کرده و از تجزیه غیرضروری گلوکز به دیاکسید کربن جلوگیری میکند. این کاتالیزور با هدایت دقیق گلوکز به فرمات، موفق میشود تا ۸۰ درصد از مولکولهای گلوکز را به فرمات تبدیل کند. این طراحی بدون غشا، خطرات ناشی از مخلوطهای گازی انفجاری را از بین میبرد و به مهندسان اجازه میدهد که غشاهای جداسازی گرانقیمت را که در الکترولیزرهای سنتی به کار میروند، حذف کنند.
مقیاسپذیری و قابلیتهای صنعتی
یکی دیگر از مزایای این روش جدید، مقیاسپذیری بالای آن است. سیستم مورد استفاده قادر است از عصارههای خام ضایعات کشاورزی مانند پنبه و کاه گندم استفاده کند و در عین حال مقاوم نشان داده است. زمانی که این دستگاه با نور خورشید متمرکز از طریق یک سلول خورشیدی سه اتصالی تغذیه میشود، میتواند هیدروژن را با نرخ بیسابقه ۵۱۹ میکرومول در ساعت در هر سانتیمتر مربع تولید کند. این میزان تولید هیدروژن نشاندهنده پتانسیل بالای این فناوری برای استفاده در مقیاسهای صنعتی است.
این تحقیق نشان میدهد که تولید هیدروژن سبز با استفاده از ضایعات کشاورزی میتواند به راهحلی اقتصادی و پایدار برای تامین انرژی تبدیل شود. هزینه پایین تولید هیدروژن سبز و همچنین تولید یک محصول جانبی ارزشمند به نام فرمات، این روش را به گزینهای جذاب برای صنایع سنگین و تولید انرژی پاک تبدیل میکند. این فناوری میتواند به مقابله با چالشهای اقتصادی ناشی از تولید انرژی سبز کمک کرده و در نهایت به ترویج استفاده از هیدروژن سبز به عنوان یک منبع انرژی ارزانتر و پایدارتر منجر شود.
