هیدروژن پاک ارزان: رویای انرژی تجدیدپذیر به واقعیت نزدیک میشود
فراایران-هیدروژن پاک ارزان: رویای انرژی تجدیدپذیر به واقعیت نزدیک میشود. بحران تغییرات آبوهوایی و نیاز فوری به کاهش انتشار کربن دیاکسید، دنیا را به جستجوی جایگزینهایی برای سوختهای فسیلی واداشته است. در میان تمام گزینههای موجود، هیدروژن به عنوان «سوخت آینده» شناخته میشود؛ پاکترین سوختی که تنها آب را به عنوان محصول جانبی تولید میکند. اما مشکل همیشه تولید آن بوده است. اکنون دانشمندان دانشگاه بیرمنگام روشی ابداع کردهاند که میتواند این معادله را تغییر دهد.
مشکل هیدروژن فعلی
امروز بیش از نود درصد هیدروژن تولیدی جهان از سوختهای فسیلی، عمدتاً گاز طبیعی، به دست میآید. این فرآیند که «ریفورمینگ بخار» نامیده میشود، خودش مقدار زیادی دیاکسید کربن تولید میکند و بنابراین هدف اصلی استفاده از هیدروژن یعنی کاهش آلودگی را نقض میکند. روش دیگر، الکترولیز آب است که با استفاده از برق آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه میکند؛ اما این فرآیند بسیار پرهزینه و انرژیبر است و به دماهای بالا یا الکتریسیته فراوان نیاز دارد.
راهحل جدید: کاتالیزور پروسکایتی
محققان بیرمنگام یک کاتالیزور بر پایه مواد پروسکایتی ساختهاند که میتواند آب را در دماهای بسیار پایینتر از روشهای فعلی تجزیه کند. پروسکایتها دستهای از مواد با ساختار بلوری خاص هستند که در سالهای اخیر در حوزه سلولهای خورشیدی نیز انقلاب ایجاد کردهاند. در این کاربرد جدید، این ماده به عنوان یک کاتالیزور عمل میکند که واکنش تجزیه آب را با انرژی کمتر تسهیل میکند. نکته کلیدی این است که این کاتالیزور از مواد رایج و ارزان ساخته شده و نیاز به فلزات گرانقیمتی مثل پلاتین ندارد.
استفاده از گرمای اتلافی
یکی از هوشمندانهترین جنبههای این نوآوری این است که میتواند از گرمای اتلافی کارخانهها استفاده کند. بسیاری از صنایع سنگین مثل فولادسازی، سیمانسازی و پتروشیمی مقادیر عظیمی گرما تولید میکنند که معمولاً هدر میرود. این فناوری جدید میتواند همین گرمای «زباله» را به عنوان منبع انرژی برای تولید هیدروژن به کار ببرد. این یعنی نه تنها هیدروژن پاک تولید میشود، بلکه بازدهی انرژی کل سیستمهای صنعتی نیز بهبود مییابد.
تاثیر بر اقتصاد انرژی
اگر این فناوری به مقیاس صنعتی برسد، میتواند قیمت تمامشده هیدروژن سبز را به شکل چشمگیری کاهش دهد. در حال حاضر، هیدروژن سبز تولیدشده با برق تجدیدپذیر حدود سه تا پنج برابر گرانتر از هیدروژن تولیدشده از گاز طبیعی است. همین شکاف قیمتی است که مانع اصلی پذیرش گسترده هیدروژن به عنوان سوخت جایگزین بوده است. با کاهش این شکاف، سرمایهگذاری در زیرساختهای هیدروژنی مثل ایستگاههای سوخترسانی و خطوط لوله توجیه اقتصادی پیدا میکند.
کاربردهای حملونقل و ذخیرهسازی انرژی
هیدروژن ارزان میتواند در دو حوزه مهم تحول ایجاد کند. اول، حملونقل سنگین: کامیونها، قطارها و کشتیهایی که باتریهای الکتریکی برای آنها سنگین یا ناکافی هستند، میتوانند از پیلهای سوختی هیدروژنی استفاده کنند. دوم، ذخیرهسازی انرژی: یکی از مشکلات بزرگ انرژیهای تجدیدپذیر مثل خورشیدی و بادی این است که تولیدشان متناوب است. هیدروژن میتواند انرژی اضافی را در مواقع اوج تولید ذخیره کند و در مواقع نیاز آزاد سازد.
جمعبندی
پیشرفت دانشمندان بیرمنگام شاید یک گام کوچک در آزمایشگاه باشد، اما اگر به تولید صنعتی برسد، میتواند یک جهش بزرگ برای اقتصاد جهانی انرژی باشد. هیدروژن پاک و ارزان نه یک رویا، بلکه هدفی است که اکنون قدری به واقعیت نزدیکتر شده است.
نویسنده: آزاده ارشدی
