اختراع جدید دانشمندان برای بهره‌برداری کم‌هزینه از "هیدروژن سبز"

به گزارش مجله خبری نگار، تیمی از محققان به رهبری دانشگاه پرینستون و دانشگاه رایس اخیراً فلزاتی از جمله آهن، مس و یک چراغ LED ساده را برای توسعه یک تکنیک ارزان‌قیمت که می‌تواند کلید توزیع هیدروژن باشد، ترکیب کرده‌اند، هیدروژن سوختی است که مقادیر زیادی انرژی را بدون آلودگی کربنی ذخیره می‌کند.

کارشناسان با استفاده از فناوری نانو و روش‌های محاسباتی پیشرفته موفق شدند هیدروژن را از آمونیاک مایع جدا کنند، فرآیندی که تاکنون بسیار پرهزینه و انرژی‌بر بوده است. این تکنیک را می‌توان برای تحقق بخشیدن به پتانسیل هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک و کم انتشار استفاده کرد که می‌تواند بدون تشدید بحران آب و هوایی به برآورده کردن نیاز‌های انرژی کمک کند.

نائومی هالاس، نویسنده ارشد این تحقیقات گفت: هیدروژن سوخت پاکی است که اگر فقط هزینه کمتری داشت و ذخیره و بازیابی آن آسان بود، توسعه بیشتری پیدا می‌کرد. هیدروژن به عنوان یک سوخت سبز، مزایای بسیاری مانند چگالی انرژی بالا و عدم انتشار کربن را ارائه می‌دهد. با این حال، فشرده‌سازی هیدروژن خالص برای حمل و نقل بسیار گران است و ذخیره آن برای مدت طولانی دشوار است.

اخیراً دانشمندان شروع به استفاده از مواد شیمیایی واسطه مانند آمونیاک برای انتقال و ذخیره هیدروژن کرده‌اند. یکی از مشکلاتی که آن‌ها با آن مواجه بودند، شکستن آمونیاک به هیدروژن و نیتروژن بود، فرآیندی که به دمای بالای ۴۰۰ درجه سانتیگراد (۷۳۲ فارنهایت) نیاز دارد. برای حل این مشکلات، محققان نور را از طریق فناوری نانو برای شکستن پیوند‌های شیمیایی نگه‌دارنده مولکول‌های آمونیاک به جای استفاده از گرما برای شکستن آ‌ن‌ها به کار گرفتند. علاوه بر این، آن‌ها از یک کاتالیزور بسیار ارزان‌تر حاوی آهن و مس استفاده کردند.

این روش‌ها به آن‌ها کمک کرد تا هیدروژن را از آمونیاک تنها با استفاده از نور LED‌های کم مصرف در دمای اتاق و بدون حرارت اضافی استخراج کنند. در تحقیقات آتی این تیم، هدف کاهش هزینه‌ها و آلودگی کربن ناشی از ایجاد آمونیاکی است که چرخه حمل و نقل را آغاز می‌کند.

امیلی کارتر، یکی از نویسندگان این مقاله و کارشناس انرژی و محیط زیست در پرینستون گفت: هیدروژن همه جا در صنعت استفاده می‌شود و به طور فزاینده‌ای به عنوان سوخت استفاده خواهد شد چرا که، زیرا جهان به دنبال کربن‌زدایی منابع انرژی خود است.

وی ادامه داد: در حال حاضر هیدروژن عمدتاً به طور ناپایدار از گاز طبیعی (ایجاد انتشار دی‌اکسید کربن) ساخته می‌شود و حمل و نقل و ذخیره آن دشوار است. هیدروژن باید به طور پایدار در جایی که مورد نیاز است ساخته و حمل شود. اگر بتوان آمونیاک بدون انتشار کربن را تولید کرد، می‌توان آن را حمل کرد، ذخیره کرد و احتمالاً به عنوان منبعی از هیدروژن سبز با استفاده از فوتوکاتالیست‌های مسی آهن ـ مس با نور LED استفاده کرد.