فناوری های مهم برای انرژی هیدروژن چیست؟
زنجیره صنعت انرژی هیدروژن دارای چهار حلقه اصلی است، یعنی تولید هیدروژن، ذخیره سازی هیدروژن، ایستگاه های سوخت گیری هیدروژن و سلول های سوختی.
آیا می دانید کدام لینک در این مرحله کلیدی است و به بیشترین ورودی فنی نیاز دارد؟ گوش کن جوابت رو میگم
در واقع، در سال‌های 2018-2020، اکثر پروژه‌های کلیدی در صنعت انرژی هیدروژن بر روی سلول‌های سوختی هیدروژن متمرکز شده‌اند که 51.9 درصد را شامل می‌شود.
با این حال، از سال 2021، این کشور تحقیق و توسعه فناوری تولید هیدروژن و ذخیره هیدروژن را افزایش داده است و نسبت پروژه های تحقیق و توسعه آن به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.
تولید هیدروژن، ذخیره‌سازی هیدروژن و پیل‌های سوختی شروع به یکسان کردند و سه پیوند اصلی 32 درصد را تشکیل می‌دهند.
این به این دلیل است که استفاده از سلول های سوختی هیدروژن از تولید هیدروژن و ذخیره هیدروژن جدا نیست. پیل های سوختی کاربرد دارند و تولید و ذخیره هیدروژن پایه و اساس آن است. تنها زمانی که پایه و اساس محکم باشد، برنامه ها می توانند بهتر توسعه یابند.
بنابراین، در این مورد، فناوری های مهم برای تولید هیدروژن کدامند؟
در واقع، فناوری کلیدی درگیر در تولید هیدروژن باید ذکر شود - فناوری جذب نوسان فشار (PSA) گاز مخلوط
اصل اساسی این است: جذب گازها توسط جاذب ها انتخابی است، یعنی ظرفیت جذب گازهای مختلف روی جاذب متفاوت است و ظرفیت جذب یک گاز خاص روی جاذب با فشار متفاوت خواهد بود. تغییر ویژگی ها جداسازی مخلوط های گازی و بازسازی جاذب ها را امکان پذیر می کند.
به بیان ساده، گاز حاوی هیدروژن در واحد PSA قرار می گیرد، ناخالصی های غیر از هیدروژن حذف می شود و هیدروژن با خلوص بالا استخراج می شود.
من معتقدم برخی از مردم خواهند پرسید، اما این استخراج هیدروژن است، نه تولید هیدروژن، که با آنچه قبلا گفتم متفاوت است؟
بله، PSA فقط می تواند هیدروژن را خالص کند، نه هیدروژن، اما دلیل تمرکز روی آن این است که اکثر روش های فعلی تولید هیدروژن نمی توانند هیدروژن با خلوص بالا تولید کنند و در نهایت PSA برای مرحله نهایی تصفیه مورد نیاز است. ناگفته پیداست
پس آیا راهی برای تولید هیدروژن با خلوص بالا در یک حرکت وجود ندارد؟
در واقع، الکترولیز هیدروژن وجود دارد و این یکی دیگر از فناوری های مهم برای تولید هیدروژن است که امروز در مورد آن بحث می کنیم.
به اصطلاح الکترولیز آب برای تولید هیدروژن به این معنی است که مولکول های آب تحت اثر جریان مستقیم از طریق یک فرآیند الکتروشیمیایی به هیدروژن و اکسیژن تفکیک می شوند که به ترتیب در کاتد و آند جدا می شوند و سپس هیدروژن با خلوص حدود تا 99.99٪ را می توان به طور مستقیم به دست آورد.
علاوه بر این، الکترولیز فناوری تولید هیدروژن آب نیز به عنوان فناوری اصلی تولید هیدروژن انرژی تجدیدپذیر سبز در نظر گرفته می‌شود، زیرا چه تولید هیدروژن انرژی فسیلی باشد و چه تولید هیدروژن محصول فرعی صنعتی، این فناوری‌های تولید هیدروژن جریان اصلی باعث انتشار کربن در فرآیند تولید ، حفاظت ضعیف از محیط زیست
استفاده از انرژی های تجدیدپذیر هیدروژن الکترولیتی می تواند نقش واقعی خود را به عنوان یک انرژی سبز و پاک ایفا کند.
طبق این بیانیه، فناوری هیدروژن الکترولیتی باید در تمام دنیا استفاده شود، درست است؟
اما برعکس است. امروزه بیش از 95 درصد هیدروژن جهان از سوخت های فسیلی تولید می شود و تنها حدود 4 درصد آن از طریق الکترولیز آب به دست می آید.
پس چرا هیدروژن الکترولیتی، که آشکارا دوستدار محیط زیست و سبزتر است، تبدیل شدن به جریان اصلی دشوار است؟
در واقع دلیل آن بسیار ساده است، یعنی هزینه بالا و تکنولوژی نارس.
در حال حاضر، سه روش تولید اصلی برای فناوری تولید هیدروژن از الکترولیز آب وجود دارد، یعنی سلول الکترولیز آب قلیایی، سلول الکترولیز آب غشای تبادل پروتون و سلول الکترولیز آب اکسید جامد. روش اول خیلی گران است و روش دوم و سوم این است که فناوری تازه شروع شده و نابالغ است.
اما تغییر این وضعیت دشوار نیست. تولید هیدروژن از انرژی های تجدیدپذیر جهت توسعه آینده انرژی هیدروژنی است.