إنتاج الهيدروجين من تحلل الأمونيا بطريقة مبتكرة
تاريخ النشر: 10th, October 2024 GMT
مقالات مشابهة 
مباراة منتخب مصر القادمة هل يتأثر الفراعنة بتصريحات المدير الفني للمنتخب الموريتاني؟
37 دقيقة مضت
50 دقيقة مضت
ساعة واحدة مضت
. أكبر اكتشاف بري في دبي باحتياطيات 4 مليارات برميل نفط
ساعة واحدة مضت
ساعتين مضت
ساعتين مضت
يستمر الباحثون في السعي إلى تعزيز طرق مختلفة لإنتاج الهيدروجين، في إطار الجهود المبذولة للحدّ من انبعاثات الكربون، ومواجهة ظاهرة الاحتباس الحراري العالمية.
ويكتسب غاز الهيدروجين اهتمامًا متزايدًا بوصفه مصدرًا للطاقة لمستقبل أخضر ومستدام؛ نظرًا لكثافته العالية من الطاقة وطبيعته الخالية من الكربون.
ولكن على الرغم من كونه العنصر الأكثر وفرة في الكون، فإن الهيدروجين يوجد في الغالب في صورة مركبات كيميائية مثل الأمونيا، وهيدريدات المعادن، وغيرها من المركبات المهدرجة.
ووفق تحديثات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، توصّل باحثون يابانيون إلى طريقة مبتكرة تتجاوز عقبة درجة الحرارة المرتفعة، التي تعوق إنتاج الهيدروجين من الأمونيا.
عقبة رئيسة.. وحل مبتكرمن بين جميع حاملات الهيدروجين، تبرز الأمونيا بوصفها مرشحًا واضحًا واعدًا؛ نظرًا لتوافرها على نطاق واسع، ومحتواها العالي من الهيدروجين، إذ يشكّل الهيدروجين 17.6% من كتلتها، وسهولة التسييل، وكذلك النقل.
ويُمكن تحلل الأمونيا لإنتاج الهيدروجين دون إطلاق ثاني أكسيد الكربون؛ إلّا أن أحد عيوب استعمال الأمونيا هو أنها تتطلب درجات حرارة عالية جدًا لتفاعلات التحلل.
ولكن إنتاج الهيدروجين لخلايا الوقود واستعمال محرك الاحتراق الداخلي يتطلب معدلات تحويل عالية للأمونيا عند درجات حرارة منخفضة.
وفي محاولة لتحقيق تحلل قابل للتطبيق في درجات حرارة منخفضة للأمونيا لإطلاق الهيدروجين، طُوِّرت عملية مدمجة جديدة قادرة على تحقيق ذلك من فريق من الباحثين الجامعيين والصناعيين في اليابان.
وتوصل الفريق إلى طريقة بمساعدة “البروتونيات السطحية” لإنتاج الهيدروجين الأخضر عند الطلب من الأمونيا باستعمال مجال كهربائي ومحفز أكسيد الروثينيوم/السيريوم.
وتجعل البروتونيات السطحية التفاعلات المحفزة منخفضة الحرارة ممكنة لتفكيك الأمونيا واستخراج الهيدروجين منها، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة في موقع “إنرجي فويس” (Energy Voice).
تمكّن الأستاذ في جامعة واسيدا، ياسوشي سيكيني، مع فريقه بما في ذلك يوكينو أوفوتشي وساي دوي، بالإضافة إلى كينتا ميتاراي من شركة يانمار القابضة، من إثبات “معدل مرتفع لتحويل الأمونيا إلى هيدروجين عند درجات حرارة منخفضة بشكل ملحوظ” من خلال تطبيق مجال كهربائي واستعمال المحفز أكسيد الروثينيوم/السيريوم، وهو نشط للغاية وسهل التصنيع.
وفي حديثه عن المشروع، قال سيكيني: “هذا مشروع تعاوني بين مختبرنا في جامعة واسيدا وشركة يانمار القابضة، وهي شركة رائدة في استعمال الأمونيا”.
وتابع: “كنّا نهدف إلى تطوير عملية تمكّننا من استغلال قدرة الأمونيا على توليد الهيدروجين عند الطلب؛ لذلك بدأنا في التحقيق بأنظمة التحفيز الحراري التقليدية”.
ولاحظ الفريق أن الخطوة التي تحدد معدل الروثينيوم كانت امتصاص النيتروجين (عملية تُطلق فيها مادة امتُصَّت مسبقًا من سطح) عند درجات حرارة منخفضة وتفكك النيتروجين والهيدروجين عند درجات حرارة عالية.
وقادتهم جهودهم للتغلب على هذه المشكلة من خلال محاولة التفاعلات التحفيزية بمساعدة المجال الكهربائي، بحسب ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
وحسّنت هذه التقنية توصيل البروتون على سطح المحفز وخفضت الطاقة المطلوبة للتفاعل، جنبًا إلى جنب مع درجات حرارة التفاعل لتسهيل تحويل الأمونيا بكفاءة.
وباستعمال هذه المعلومات، صمّم الفريق نظامًا تحفيزيًا حراريًا جديدًا لتحلل الأمونيا في درجات حرارة منخفضة إلى هيدروجين بمساعدة المحفز سهل الصنع والحقل الكهربائي بالتيار المستمر.
تسريع تبني البديل النظيفإن العيب الرئيس الذي يعوق استغلالها مصدرًا للهيدروجين الأخضر عند الطلب للتطبيقات العملية هو الحاجة إلى درجات حرارة عالية للغاية (أكثر من 773 درجة كلفن) لتحلُّلها.
*(درجة كلفن = الدرجة المئوية + 273.15).
ووجد الباحثون أن النظام الخاص بهم يحلل الأمونيا بكفاءة حتى تحت درجة 473 كلفن، ومع وجود وقت اتصال طويل بما فيه الكفاية بين تغذية الأمونيا والمحفز، حققوا معدل تحويل بنسبة 100% عند 398 كلفن.
ويمثّل ذلك انخفاضًا هائلًا في كمية الطاقة المطلوبة لكسر روابط الأمونيا.
على النقيض من ذلك، لاحظ الفريق -أيضًا- أنه دون مجال كهربائي، تباطأت عملية امتصاص النيتروجين بسرعة؛ ما أدى إلى توقُّف تفاعل تحلل الأمونيا.
وفقًا للأستاذ ياسوشي سيكيني، يوضّح هذا النهج الجديد أنه يُمكن إنتاج الهيدروجين الأخضر من الأمونيا في درجات حرارة منخفضة؛ ما يضمن تحويلًا بنسبة 100% تقريبًا بمعدلات تفاعل عالية.
ويختتم سيكيني حديثه قائلًا: “نعتقد أن طريقتنا المقترحة يمكن أن تسرّع من التبني الواسع النطاق للوقود البديل النظيف، من خلال جعل تركيب الهيدروجين الخالي من ثاني أكسيد الكربون عند الطلب أسهل من أيّ وقت مضى”.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: درجات حرارة منخفضة إنتاج الهیدروجین عند درجات حرارة الهیدروجین من من الأمونیا عند الطلب
إقرأ أيضاً:
«التخطيط»: منحة بـ30 مليون يورو لمشروع الهيدروجين الأخضر في مصر
أشادت الدكتورة رانيا المشاط بجهود شركة سكاتك للتوسع في مشروعات الطاقة المتجددة بمصر، ودعم جهود الدولة في مجال التحول الأخضر، وتنفيذ المساهمات المحددة وطنيًا، لافتة إلى أنّ ما نفذته مصر من إصلاحات هيكلية واستراتيجيات واضحة للتوسع في الطاقة النظيفة، وإطلاق الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين الأخضر، شجع القطاع الخاص على ضخ الاستثمارات في تلك المشروعات.
تطورات توسعات مشروعات الشركة في مصروأوضحت أنّ «سكاتك» كانت إحدى الشركات التي ساهمت في تنفيذ مجمع بنبان للطاقة الشمسية الذي يُعدُّ أحد أكبر المشروعات من نوعه على مستوى العالم، فضلًا عن مشروعاتها التي دشنتها مؤخرًا لإنتاج الهيدروجين الأخضر، والذي يُعد أحد المنتجات التي تدفع نحو مستقبل مستدام، ويعول العالم عليه كثيرًا للتحول إلى مصادر الطاقة المتجددة.
أهمية الشراكات الدولية والتمويلات الميسرةوأكدت وزيرة التخطيط أهمية الشراكات الدولية والتمويلات الميسرة والمنح التي يتيحها شركاء التنمية، والتي تفتح المجال وتشجع استثمارات القطاع الخاص، مشيرة إلى التوقيع الذي تم خلال فعاليات مؤتمر هامبورج للاستدامة بين شركة سكاتك وآلية الهيدروجين PTX، لإتاحة منحة بقيمة 30 مليون يورو لمشروع الهيدروجين الأخضر في مصر.
وتابعت أنّ تلك الجهود تدفع الدولة لتحقيق طموحها في التحول للطاقة النظيفة، والوصول بنسبة الطاقة المتجددة إلى 42% من إجمالي الطاقة بحلول 2030، وتنفيذ المساهمات المحددة وطنيًا، لافتةً إلى أنّ وزارة التخطيط والتنمية الاقتصادية والتعاون الدولي تعمل على دعم الشراكات الدولية وحشد التمويلات المحلية والخارجية، لتعزيز جهود التحول الأخضر، وزيادة نسبة المشروعات الصديقة للبيئة.
تطوير أول منشأة لإنتاج الهيدروجين الأخضروأضافت أنّ الشراكات الدولية نتج عنها العديدُ من المشروعات الأخرى في مجال الهيدروجين الأخضر، من بينها: مشروع تطوير أول منشأة لإنتاج الهيدروجين الأخضر داخل المنطقة الاقتصادية لقناة السويس، الذي يتم تنفيذه من جانب شركتي سكاتك وفيرتيجلوب Fertiglobe وأوراسكوم وصندوق مصر السيادي
مساء الثلاثاء.. استشهاد 10 فلسطينيين في قصف للاحتلال على غزة