به گزارش تجارت نیوز، در جهان امروز که تقاضا برای انرژی پاک و قابل‌دسترس به‌سرعت در حال افزایش است، هیدروژن سبز به عنوان یکی از امیدبخش‌ترین منابع انرژی آینده شناخته می‌شود. اما تولید این سوخت پاک با چالش‌هایی نظیر هزینه بالا و نیاز شدید به انرژی مواجه بوده است. حال، گروهی از دانشمندان با رویکردی خلاقانه، منبعی شگفت‌انگیز اما در دسترس – یعنی ادرار انسان – را برای تولید هیدروژن سبز به کار گرفته‌اند. این دستاورد می‌تواند انقلابی در تولید هیدروژن پایدار ایجاد کند.
ادرار، منبعی کم‌هزینه برای تولید سوخت پاک
تاکنون بیشتر هیدروژن جهان از منابع فسیلی (معروف به هیدروژن خاکستری) تولید می‌شد که همراه با انتشار بالای دی‌اکسیدکربن بود. از سوی دیگر، روش الکترولیز آب – که برای تولید هیدروژن سبز به کار می‌رود – به مقدار زیادی برق نیاز دارد، که آن را در بسیاری از مناطق جهان به روشی گران و غیرمقرون‌به‌صرفه تبدیل کرده است.
پژوهشگران دانشگاه آدلاید استرالیا به همراه محققان مرکز عالی علوم و نوآوری کربن ARC (COE-CSI) راه‌حلی مبتکرانه ارائه داده‌اند: استفاده از اوره موجود در ادرار انسان به جای آب خالص در فرآیند الکترولیز. این کار باعث می‌شود مصرف برق مورد نیاز برای تولید هیدروژن تا ۲۷ درصد کاهش یابد و همزمان فاضلاب انسانی نیز تصفیه شود.
دو سیستم برای یک هدف: بازیابی انرژی، تصفیه فاضلاب
این تیم دو نوع سیستم الکترولیز طراحی کرده است:
- سیستم بدون غشاء با اوره خالص: در مرحله نخست، پژوهشگران با استفاده از اوره صنعتی و یک کاتالیزور مسی، هیدروژن را از طریق سیستمی ساده بدون غشاء تولید کردند. این سیستم کارایی بالایی داشت، اما اوره مورد استفاده از طریق فرآیند هابر-بوش تولید می‌شد که خود پرمصرف و آلاینده است.
- سیستم پیشرفته با ادرار واقعی: در گام بعد، دانشمندان منبع اوره را به ادرار انسان تغییر دادند تا راه‌حلی واقعاً سبز ارائه کنند. ادرار منبعی در دسترس، پایدار و رایگان است که به‌طور طبیعی حاوی اوره است.
مقابله با چالش‌های شیمیایی ادرار
ادرار، علاوه بر اوره، دارای یون‌های کلرید نیز هست که در فرآیند الکترولیز می‌توانند به تولید گاز کلر منجر شده و به تجهیزات آسیب بزنند. برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی از کاتالیزورهای پلاتینی با پایه کربن استفاده کردند تا مسیر واکنش‌های شیمیایی را تغییر دهند و از خوردگی آند جلوگیری کنند. این مکانیسم، ضمن حفظ بهره‌وری سیستم، آن را در برابر تخریب مقاوم می‌کند.
اگرچه استفاده از پلاتین باعث افزایش کارایی می‌شود، اما این فلز گران و کمیاب است. به همین دلیل، دانشمندان در تلاش هستند تا کاتالیزورهایی ارزان‌تر از فلزات غیربهاء تولید کنند تا امکان ساخت سیستم‌های گسترده و کم‌هزینه را فراهم آورند.
در ادامه این پژوهش، توسعه سیستم‌های بدون غشاء که همزمان هیدروژن سبز تولید کرده و فاضلاب غنی از نیتروژن را تصفیه کند، هدف اصلی تیم تحقیقاتی است. این ترکیب منحصر به‌فرد از بازیافت انرژی و پاک‌سازی محیط زیست می‌تواند به راه‌حلی نوآورانه برای مشکلات زیست‌محیطی و انرژی جهان تبدیل شود.
ادرار، منبعی پنهان برای آینده‌ای پاک
به نقل از IE، دستاورد پژوهشگران دانشگاه آدلاید فراتر از یک نوآوری فنی است؛ این فناوری می‌تواند تولید هیدروژن را متحول کند و آن را به سوختی در دسترس، مقرون‌به‌صرفه و دوست‌دار محیط‌زیست تبدیل نماید. در جهانی که حذف تدریجی سوخت‌های فسیلی به اولویتی جهانی تبدیل شده، راه‌حل‌هایی خلاقانه همچون استفاده از ادرار انسان، افق‌های تازه‌ای در مسیر تحقق انرژی پایدار و پاک می‌گشایند.
با این پیشرفت علمی، ممکن است روزی فرا برسد که فاضلاب‌های شهری نه تهدید، بلکه منبعی ارزشمند برای تأمین انرژی باشند – آن هم به روشی که به طور همزمان از محیط زیست محافظت می‌کند و وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد.
