به نقل از «آنا»

تولید بیشترین مقدار هیدروژن با مصرف کمترین انرژی/بومی سازی تولید هیدروژن دوستدار محیط زیست 

تاریخ انتشار: ۱۲ اسفند ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۸۶۵۲۰۴

قاسم براتی دربند عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد در رشته مهندسی مواد و متالوژی موفق به کسب رتبه دوم پژوهش‌های بنیادی گروه تخصصی فناوری‌های شیمیایی با طرح «رسوب‌دهی الکتروشیمیایی نانوساختار‌های مخروطی به عنوان کاتالیست برای تولید هیدروژن» در بیست و پنجمین جشنواره جوان خوارزمی شد.

براتی دربند درباره طرح «رسوب‌دهی الکتروشیمیایی نانوساختار‌های مخروطی به عنوان کاتالیست برای تولید هیدروژن» به خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا گفت: یکی از روش‌های تولید هیدروژن که به عنوان سوخت پاک در صنایع مختلف استفاده می‌شود، «شکافت الکتروشیمایی آب» است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

وی ادانه داد: همه می‌دانیم که آب متشکل از هیدروژن و اکسیژن است و اگر به نحوی بتوانیم در آب شکافت ایجاد کرده و هیدروژن و اکسیژن را از هم جدا کنیم، می‌توانیم هیدروژن تولید کنیم و از سوی دیگر اکسیژن بسیار خالص داشته باشیم. 

وی افزود: البته در دنیا روش‌های بسیار زیادی برای تولید هیدروژن وجود دارد که در بیشتر آنها از سوخت‌های تجدیدناپذیر استفاده می‌شود و از طرفی در این متدها Co۲ وارد محیط زیست می‌شود.

این برگزیده جایزه جشنواره خوارزمی عنوان کرد: روش شکافت الکتروشیمایی آب از یک آند و یک کاتد در سل الکتروشیمایی استفاده می‌کند؛ یک اختلاف پتانسیل بین اند و کاتد اعمال و هیدورژن روی کاتد و اکسیژن روی آند تولید می‌شود. 

وی در ادامه اظهار کرد: ما از روش رسوبدهی الکتروشیمایی برای سنتز نانوساختار‌های مخروطی شکل استفاده کردیم. به عبارتی برای اولین بار برای الکتروکاتالیست تولید هیدروژن با روش رسوب دهی الکتروشیمایی از نانوساختار‌های مخروطی شکل استفاده کردیم.

به گفته براتی دربند، در روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی تشکیل درجا و بدون چسب الکتروکاتالیست‌ها را خواهیم داشت که این امر منجر به کاهش مقاومت و در نتیجه باعث افزایش فعالیت الکتروکاتالیستی می‌شود. 

دارنده رتبه دوم بیست و پنجمین جشنواره جوان خوارزمی افزود: در دنیا براساس دیتا‌هایی که وجود دارد حدود ۴ درصد از هیدروژن‌های تولیدی جهان با روش الکترولیز اب است که در آن از الکترود‌های بر پایه از پلاتین و اکسید ایریدیوم استفاده می‌شود بنابراین مطالعات و روند تحقیقاتی در بهترین دانشگاه‌های دنیا به سمتی حرکت می‌کند که روش شکافت الکتروشیمیایی آب جایگزین روش‌های پرهزینه شود که الودگی‌های زیادی هم ایجاد می‌کنند.

وی ادامه داد: تحولی که این روش ایجاد می‌کند این است که مقدار مصرف هیدروژن در شکافت الکتروشیمایی آب را کاهش می‌دهد و بهترین الکترودی که در الکترولیز آب استفاده می‌شود الکترود پلاتین است.

وی افزود: ما در یکی از مطالعات خود در خواص الکترو کاتالیستی و تولید هیدروژن توانستیم به الکترود پلاتین برسیم و این هم قدم بزرگی است که می‌تواند مطالعات ما را به پیش ببرد. 

به گفته براتی دربند، سرمایه گذاری‌ها برای این روش جدید در جهان در حال انجام بوده و در کشور ما شروع شده است. در دانشگاه فردوسی مشهد روی این موضوع کار می‌کنیم و امیدواریم در آینده نزدیک بتوانیم این روش صنعتی را بومی سازی کرده و برای تولید هیدوژن استفاده کنیم تا کشور از طریق این روش محتاج خارجی‌ها نباشد. 

به اعتقاد وی تولید هیدروژن به این روش در دنیا هم در مرحله تحقیقاتی است و برای کابردی کردن آن باید تخصص‌های خاص مانند مهندسی شیمی برای ذخیره سازی هیدروزن و ساخت غشا‌ها، مهندسی مواد برای ساخت الکترود‌ها در کنار هم قرار بگیرند تا بتوان سیستمی را اسکیل اپ کرد تا بتوان این روش ا به عنوان روش صنعتی معرفی کرد.

وی با بیان اینکه پیش بینی می‌کنم بتوانیم تیمی از مهندسی‌های متفاوت در این بحث تشکیل دهیم تا بتوانیم این روش را به روش صنعتی تبدیل کنیم، گفت: البته یکسری حمایت‌ها برای تشکیل شرکت و خرید تجهیزات خاص و مواد اولیه نیاز است. تا حدودی دانشگاه فردوسی مشهد تجهیزات را دارد، اما یکسری تجهیزات بروز نیست و نیاز بروزرسانی تجهیزات داریم.

وی گفت: امیدواریم به همت صندوق نوآوری و شکوفایی و معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد، این روش را به عنوان روش صنعتی و کاربردی معرفی کنیم. 

این محقق درباره مزیت‌های این روش برای تولید هیدروژن اشاره کرد و گفت: هیدروژنی که به این روش تولید می‌شود بسیار خالص و پاک است و می‌تواند در جا‌های مختلف به صورت مستقیم از آن استفاده کرد. مزیت دوم هم دوستدار محیط زیست آن است. 

براتی به مشکلات تولید هیدروژن با روش‌های معمول اشاره کرد و افزود: در روش‌های معمول برای سنتز الکتروکاتالیست‌های تولید هیدروژن انرژی زیادی مصرف می‌شود تا الکترود‌ها سنتز شود، اما در مطالعات تحقیقی ما با الکترود‌های سنتز شده و استفاده از آنها در شکافت الکتروشیمیایی آب با کمترین میزان مصرف انرژی بیشترین مقدار هیدروژن تولید می‌شود.

انتهای پیام/

منبع: آنا

کلیدواژه: هیدروژن جشنواره خوارزمی تحقیقات علمی دانشگاه فردوسی مشهد دانشگاه فردوسی مشهد برای تولید هیدروژن استفاده می شود الکترود ها روش صنعتی رسوب دهی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۸۶۵۲۰۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دردسرهای افزایش بیش‌ از حد انرژی‌های تجدیدپذیر برای آینده

بهره‌وری انرژی برای آینده‌ای پایدار حیاتی است، با این حال افزایش بیش‌ از حد استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر بدون وجود زیرساخت‌های کارآمد و مدیریت مصرف، جهان را با مشکلات بسیار مواجه می‌کند.

به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، اتلاف انرژی یک مشکل بزرگ است و حدود سه‌چهارم انرژی جهانی به دلیل سیستم‌ها یا زیرساخت‌های ناکارآمد و رفتارهای مصرف نادرست هدر می‌رود. بهره‌وری انرژی اغلب به نفع افزایش ظرفیت انرژی تجدیدپذیر نادیده گرفته می‌شود، حال آن‌که بهبود آن و کاهش اتلاف انرژی می‌تواند انتشار کربن را پایین آورد، در هزینه‌ها صرفه‌جویی کند و بار تولید انرژی سبز را کاهش دهد. از آنجا که دولت‌ها بر توسعه ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر خود تمرکز می‌کنند، بسیاری از آن‌ها یک عنصر حیاتی برای تقویت امنیت انرژی پاک یعنی مدیریت زباله‌های انرژی را نادیده می‌گیرند.

دردسرهای افزایش اتکا به انرژی‌های تجدیدپذیر

کشورها در سراسر جهان باید سیستم‌های موجود خود را اصلاح کنند تا اطمینان حاصل شود که انرژی در حمل‌ونقل و استفاده از بین نمی‌رود و شبکه‌های برق آماده پذیرایی از پروژه‌های انرژی پاک جدید می‌شوند که انتظار می‌رود طی دهه‌های آینده ارائه شوند.

این توسعه نیازمند تمرکز بیشتر بر کاهش اتلاف انرژی به جای افزایش ظرفیت انرژی تجدیدپذیر است، زیرا جایگزینی انرژی‌های فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر بدون توجه به کارآمدی و کاهش مصرف در عمل بی‌فایده خواهد بود. یکی از موارد مشکل‌ساز در این زمینه برای اروپا، عرضه بیش از حد پنل‌های خورشیدی از چین به‌دنبال افزایش اهداف ظرفیت انرژی خورشیدی خود توسط دولت‌ها است.

چین در تولید مقادیر زیادی پنل با هزینه کم بسیار موفق بوده است. این امر به تولید بسیار کمتر پنل‌های خورشیدی در مناطق گران‌تر مانند اروپا و اتکای بیشتر به چین برای تهیه پنل‌های خورشیدی در سراسر جهان منجر شده و رقابت تولیدکنندگان داخلی را با مشکل مواجه کرده است. به این ترتیب دولت‌ها به فکر وضع تعرفه‌هایی بر صادرات انرژی‌های تجدیدپذیر چین هستند که به زودی به ایالات متحده نیز راه پیدا خواهد کرد.

انتظار می‌رود چین مقادیر زیادی پنل‌های خورشیدی را به کشورهای سراسر جهان بفروشد و به آن‌ها امکان توسعه پروژه‌های انرژی خورشیدی کم‌هزینه را بدهد. این امر نشان‌دهنده پیشرفت چشمگیر در فناوری انرژی خورشیدی است، با این حال می‌تواند منجر به اتکای بیش از حد به افزایش ظرفیت به جای بهبود کارایی در تمام منابع انرژی و کاهش مصرف انرژی شود.

بهره‌وری انرژی از لحاظ تاریخی بیشترین سهم را در کاهش گازهای گلخانه‌ای به ارمغان آورده است. معرفی مجدد آن برای عصر انرژی‌های تجدیدپذیر و دستیابی به اهداف کربن‌صفر خالص تا سال ۲۰۵۰، بشر را قادر می‌سازد تا به این روند ادامه دهد.

برخورداری از شانس مبارزه با تغییرات آب‌وهوایی و پای‌بندی به توافق‌نامه پاریس در سال ۲۰۱۵ برای رسیدن به هدف کربن‌صفر خالص و حفظ گرمایش جهانی به زیر ۱.۵ درجه سانتی‌گراد، نیازمند بهره‌وری انرژی است. بهره‌وری انرژی می‌تواند یک‌سوم صرفه‌جویی کربن مورد نیاز را تا رسیدن به کربن‌صفر خالص تأمین کند و با برق‌رسانی هرچه بیشتر سیستم انرژی خود، ایجاد انعطاف‌پذیری در عرضه، تقاضا و ذخیره‌سازی انرژی و استفاده مجدد از گرمای اتلاف‌شده، کارایی انرژی را افزایش می‌دهد.

بهره‌وری انرژی در اروپا

مهندسی سیستم انرژی آینده نشان می‌دهد که اتحادیه اروپا و بریتانیا ممکن است بتوانند با به حداکثر رساندن پتانسیل تقاضا، هزینه‌های اجتماعی سالانه ۱۱.۲ میلیارد دلاری را تا سال ۲۰۳۰ و ۱۶.۶ میلیارد دلاری را تا سال ۲۰۵۰ کاهش دهند. این انعطاف‌پذیری به این مناطق کمک می‌کند تا انتشار گاز کربن‌دی‌اکسید خود را تا حدود ۴۰ میلیون تن کاهش دهند و تولید برق از گاز طبیعی را به میزان ۱۰۶ تراوات ساعت یا حدود یک‌پنجم مصرف گاز طبیعی اتحادیه اروپا برای تولید برق نسبت به سال ۲۰۲۲ کاهش دهد. انتقال از سوخت‌های فسیلی به یک سیستم کاملاً الکتریکی می‌تواند تا ۴۰ درصد از مصرف انرژی نهایی را کاهش دهد.

بهره‌وری انرژی در فناوری‌های نوظهور

اطمینان از بهره‌وری انرژی در فناوری‌های نوظهور نیز بسیار مهم است. بازار هیدروژن با سرعتی بالا در حال رشد است، زیرا دولت‌ها و شرکت‌ها در سراسر جهان به دنبال جایگزین‌های سوخت پاک‌تر برای نیرو دادن به صنایعی مانند تولید و هوانوردی هستند. تبدیل انرژی تجدیدپذیر به هیدروژن از طریق الکترولیز به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارد که بسیاری معتقدند بهتر است به‌طور مستقیم به‌عنوان برق مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین جهان باید فناوری‌های الکترولیز با راندمان بالا را برای بهبود فرآیند تبدیل و تمرکز بر کاهش تقاضا برای هیدروژن توسعه دهد. به این ترتیب یکپارچه‌سازی استراتژیک بخش‌هایی که گرمای اضافی را برای کاهش تقاضای انرژی و افزایش کارایی به کار می‌برند، ممکن و ضروری است.

تا پایان دهه تا ۵۳ درصد از انرژی ورودی جهانی به‌عنوان گرمای اضافی هدر می‌رود، اما این گرما می‌تواند برای تأمین انرژی ماشین‌آلات و همچنین گرمایش ساختمان‌ها و آب استفاده می‌شود.

سیستم‌های انرژی موجود در سطح جهانی بسیار ناکارآمد هستند و تقاضای انرژی در جهان همچنان در حال افزایش است. بنابراین، دولت‌ها در تلاش هستند تا به سرعت منابع انرژی موجود را با انرژی‌های تجدیدپذیر جایگزین کنند تا از تلاش‌های کربن‌زدایی حمایت کنند. در این میان برای کاهش ناکارآمدی‌ها و مهار مصرف غیرضروری انرژی، کار چندانی انجام نمی‌شود. بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش استفاده بیش از حد به کاهش انتشار کربن و همچنین کاهش بار دولت‌هایی که به دنبال افزایش تولید انرژی سبز با سرعتی ناپایدار هستند، کمک می‌کند.

کد خبر 748687