الطاقة
الهيدروجين الأخضر على وشك استبدال الهيدروجين الرمادي مع Electrocatalysts الجديدة التي تجعل تكلفة الإنتاج فعالة من حيث التكلفة
الهيدروجين الأرخص والأكثر خضرة
فكرة الهيدروجين الأخضر هي إنتاج الهيدروجين كوقود من مصادر الطاقة المتجددة ، مما يجعله بديلاً للوقود الأحفوري. ومع ذلك ، فإن إنتاج الهيدروجين من خلال التحليل الكهربي يتطلب معادن غالية ونادرة من عائلة البلاتين.
الباحثون الكوريون Pr. Jungki Ryu في مدرسة الهندسة الكيميائية والطاقة في UNIST و Pr. Dong-Hwa Seo من قسم علوم المواد والهندسة في KAIST وجدوا نوعًا جديدًا من المحفز ، روثينيوم ، لتجنب استخدام البلاتين أو الإريديوم.
بолее تحديدًا ، يعتمد على سبائك رخيصة جدًا وأقل ضررًا بيئيًا من الروثينيوم والسيليكون والتنجستن (RuSiW).
قوس قزح الهيدروجين
الهيدروجين هو أكثر الذرات وفرة في الكون ولكن لا يوجد بسهولة كوقود على الأرض.
目前 ، معظم الهيدروجين المنتج هو ما يسمى “الهيدروجين الرمادي” ، المصنوع باستخدام الميثان (الغاز الطبيعي) ، مما يؤدي إلى إطلاق الكثير من الكربون في الغلاف الجوي. هذا هو فقط واحد من “الألوان” المحتملة للهيدروجين:
- الهيدروجين الرمادي / البني : يُنتج من الوقود الأحفوري.
- الهيدروجين الأزرق : يُنتج من الوقود الأحفوري ، ولكن مع.capture الكربون.
- الهيدروجين الوردي (يسمى أحيانًا الهيدروجين الأصفر) : يُنتج من الطاقة النووية.
- الهيدروجين التركواز : يُنتج من تحلل الميثان. هذا يكسح الميثان إلى هيدروجين وكربون صلب. يمكن تخزين الكربون الصلب أو استخدامه لتطبيقات مثل الألياف الكربونية.
- الهيدروجين الأخضر : يُنتج من الطاقة المتجددة.
الهيدروجين الأخضر هو الحالة المثالية وهدف معظم الناس الذين يركزون على المناخ. يعتمد إنتاجه على عملية تسمى التحليل الكهربي ، وهو تحلل جزيئات الماء إلى هيدروجين غازي وأكسجين. هذا هو عملية طاقة معينة ، والتي تعتمد أيضًا على عناصر المحفز من مجموعة البلاتين.
سعي الهيدروجين الأخضر
الهيدروجين الأخضر هو جزء مهم من اللغز لتحويل الاقتصاد ، لأنه يمكن ملء التطبيقات التي لا يمكن للكهرباء وحدها ملؤها. على سبيل المثال ، يمكن أن يقلل بنسبة 95٪ من انبعاثات الكربون من عمليات إنتاج الصلب التقليدية. تمثل صناعة الصلب 11٪ من انبعاثات الكربون العالمية. يمكن أيضًا استخدامها بواسطة الخلايا الوقود لتشغيل محركات السيارات والشاحنات والقوارب.
يمكن استخدامها أيضًا بشكل مباشر لتخزين الطاقة أو لإنتاج الأمونيا ، وهو مرشح جيد لوقود الشحن البحري على المدى الطويل أو تخزين الطاقة على المدى الطويل ، وهو ما ناقشناه في مقالتنا “الوقود الهيدروجيني الآخر – أفضل 5 أسهم أمونيا خضراء“.
لقد كان من المعروف منذ فترة طويلة أن الروثينيوم يمكن أن يوفر بديلاً للبلاتين ، لكنه عانى من القيود:
- نشاط كاتاليتيكي أقل مقارنة بالبلاتين.
- استقرار أقل مقارنة بالإريديوم.
اكتشف هذا الاكتشاف الحديث أن وجود السيليكون حول ذرة الروثينيوم يزيد من شدة الامتصاص من H+ على سطح المحفز.
تزيد الاستقرار بفيلم رقيق من التنجستن بسمك 5 ~ 10 نانومتر يحمي موقع المحفز من الروثينيوم. هذا هو نفس النوع من التقنية المستخدمة في إنتاج أشباه الموصلات ، حيث يتم إيداع التنجستن في شكل غازي في طبقة رقيقة جدًا فوق شريحة السيليكون.
القطاعات التي سوف تستفيد
من خلال جعل إنتاج الهيدروجين الأخضر أرخص وأكثر ملاءمة للبيئة ، يمكن أن يثبت هذا الاكتشاف دافعًا للعديد من القطاعات:
- صانعي الخلايا الوقود ، الذين سوف يستفيد اقتصاد محركاتهم من الوقود الأرخص.
- منتجي الهيدروجين الأخضر ، الذين يمكنهم رؤية هامش أكبر وسيطرة الهيدروجين على حصة السوق في أسواق الطاقة.
- منتجي الأمونيا الخضراء. لا يزالون يصلون إلى هيدروجين أرخص لإنتاج الأمونيا ، ولكن تبني الأمونيا على نطاق واسع يتطلب محفزات لتقليل الغازات السامة و “الغازات الدفيئة الفائقة” NOx. هذا يتطلب عادة البلاتين أيضًا ، ولكن ربما يمكن أن يقوم RuSiW بالعمل هنا أيضًا؟
- قطاع الطاقة المتجددة ، حيث سوف يوفر إنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع مخرجًا للطاقة “الزائدة” في أوقات الشمس القوية أو الرياح.
الشركات التي سوف تستفيد
1. Aker Horizons ASA
Aker Horizon هي شركة فرعية لمجموعة Aker التي تركز على الطاقة الخضراء. المجموعة هي تكتل نرويجي مهم ، مع تركيز على الطاقات المتجددة والأعمال البحرية / البحرية. Aker Horizon هي شركة холдинغ لعدة شركات فرعية ، بما في ذلك.capture الكربون والهيدروجين الأخضر والطاقات المتجددة.
Source: Aker
