باحثون يطورون طريقة رخيصة وفعالة في استخدام الطاقة لإنتاج الهيدروجين مباشرة من مياه البحر

كيف تصنع الهيدروجين مباشرة من مياه البحر

لسنوات ، كان الهيدروجين يعتبر وقود المستقبل مع إمكانات كبيرة لمكافحة المشاكل البيئية. ومع ذلك ، يتم حاليًا اشتقاق كل الهيدروجين في العالم تقريبًا من الوقود الأحفوري ، وينبعث إنتاجه حوالي 830 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. خالية من الانبعاثات الهيدروجين “الأخضر” ، الذي يتم الحصول عليه عن طريق تقسيم المياه ، موجود بالفعل ، ولكنه مكلف للغاية بحيث لا يكون مجديًا تجاريًا ، وهو ما يبرر 1 ٪ فقط من إجمالي إنتاج الهيدروجين في جميع أنحاء العالم.

مع وضع هذا في الاعتبار ، طور فريق من الباحثين في جامعة RMIT في ملبورن ، أستراليا ، طريقة جديدة ومحسنة لإنتاج الهيدروجين من مياه البحر التي تقسم الماء مباشرة إلى الهيدروجين والأكسجين – دون الحاجة إلى تحلية المياه والتكاليف المرتبطة بها والطاقة. الاستهلاك وانبعاثات الكربون. “إن طريقتنا في إنتاج الهيدروجين مباشرة من مياه البحر بسيطة وقابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة أكثر بكثير من أي نهج هيدروجين أخضر موجود حاليًا في السوق.” يشارك الباحث الرئيسي د. ناصر محمود. مع مزيد من التطوير ، نأمل أن يؤدي ذلك إلى تعزيز إنشاء صناعة هيدروجين خضراء مزدهرة في أستراليا.

السيد سوراج لومبا والدكتور ناصر محمود والدكتور محمد وقاص خان هم جزء من فريق البحث | جميع الصور مقدمة من جامعة RMIT

تقسيم الفرق: محفز لمياه البحر

من أجل إنتاج الهيدروجين الأخضر ، استخدم الباحثون في RMIT محللًا كهربيًا لإرسال تيار كهربائي عبر الماء وتقسيمه إلى عناصره المكونة من الهيدروجين والأكسجين. تستخدم أجهزة التحليل الكهربائي هذه حاليًا محفزات باهظة الثمن وتستهلك الكثير من الطاقة والماء – يستغرق إنتاج كيلوغرام واحد من الهيدروجين حوالي تسعة لترات. كما أنها تنتج منتجًا سامًا: ليس ثاني أكسيد الكربون ، ولكن الكلور.

أكبر عقبة في استخدام مياه البحر هي الكلور ، والذي يمكن أن ينتج كمنتج ثانوي. إذا أردنا تلبية احتياجات العالم من الهيدروجين دون حل هذه المشكلة أولاً ، فسننتج 240 مليون طن سنويًا من الكلور كل عام – وهو ما يعادل ثلاثة إلى أربعة أضعاف ما يحتاجه العالم من الكلور. لا فائدة من استبدال الهيدروجين الناتج عن الوقود الأحفوري بإنتاج الهيدروجين الذي يمكن أن يضر ببيئتنا بطريقة مختلفة ، “ قال محمود.

“عمليتنا لا تحذف ثاني أكسيد الكربون فحسب ، بل لا تنتج أيضًا الكلور.”

النهج الجديد الذي ابتكره فريق في مجموعة أبحاث المواد متعددة التخصصات من أجل الطاقة النظيفة والبيئة (MC2E) في RMIT يستخدم نوعًا خاصًا من المحفزات التي تم تطويرها للعمل على وجه التحديد مع مياه البحر. ركزت الدراسة ، مع مرشح الدكتوراه سوراج لومبا ، على إنتاج محفزات عالية الكفاءة ومستقرة يمكن تصنيعها بتكلفة فعالة. قال محمود: “هذه المحفزات الجديدة تستهلك القليل جدًا من الطاقة لتشغيلها ويمكن استخدامها في درجة حرارة الغرفة”. “بينما تم تطوير محفزات تجريبية أخرى لتقسيم مياه البحر ، إلا أنها معقدة ويصعب قياسها. قال لومبا: “ركز نهجنا على تغيير الكيمياء الداخلية للمحفزات من خلال طريقة بسيطة ، مما يجعلها سهلة نسبيًا لإنتاجها على نطاق واسع بحيث يمكن تصنيعها بسهولة على المستويات الصناعية”.

وقال محمود إن هذه التقنية وعدت بخفض تكلفة المحلل الكهربائي بشكل كبير – بما يكفي لتلبية هدف الحكومة الأسترالية لإنتاج الهيدروجين الأخضر البالغ 2 دولار / كيلوغرام ، لجعلها قادرة على المنافسة مع الهيدروجين من مصادر الوقود الأحفوري.

ميرتو كاتسيكوبولو أنا أصمم بووم

15 فبراير 2023