سولارابيك – كولورادو، أمريكا – مايو 2022: تمكّن علماء في المختبر الوطنيّ للطاقة المتجددة «NREL»، من التوصّل إلى طريقة جديدة لإنتاج الهيدروجين تسمى إنتاج الهيدروجين الحراروكيميائي الشمسيّ « solar thermochemical hydrogen -STCH»، انطلاقاً من أهمية الهيدروجين وتطبيقاته المتنوعة في إنتاج الأمونيا وتخزين الطاقة وبما ينسجم مع خطط وزارة الطاقة الأمريكيّة «DOE» الهادفة إلى خفض تكلفة الهيدروجين النظيف بنسبة 80% إلى دولار واحد لكل كيلوغرام خلال العشر سنوات القادمة.
الطريقة الحراروكيميائية الشمسيّة لإنتاج الهيدروجين «STCH»
من المتوقع أن تكون الطريقة الجديدة في إنتاج الهيدروجين «STCH» أكثر كفاءة من الطريقة المعروفة والمعتمدة على المحلّلات الكهربائية (الكهروكيميائية) والتي يتم فيها فصل الماء إلى الهيدروجين والأكسجين. أما في الطريقة الجديدة «STCH»، فيتمّ إنتاج الهيدروجين من خلال عملية كيميائية من خطوتين، تبدأ بتعريض أكاسيد بعض المعادن إلى درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 1400 درجة مئوية ومن ثمّ إعادة أكسدتها مرة أخرى بالبخار عند درجات حرارة منخفضة لإنتاج الهيدروجين.
برنامج وزارة الطاقة «HydroGEN» ونشر ورقة بحثية
وفي ذات السّياق، قام المهندس زيوين ما وزملاؤه باتريك دافنبورت وجنيفيف ساور بنشر ورقة بحثية بعنوان «التحليل الاقتصادي التقني لإنتاج الهيدروجين الحراروكيميائي الشمسيّ» من أجل النظر في نوعية المواد الممكن استخدامها في «STCH» إلى جانب القيام بالتحليلات التقنية والاقتصادية لمعرفة المزايا والعيوب الخاصة بمسارات إنتاج الهيدروجين المختلفة. فعلى سبيل المثال، يعدّ التحليل الكهربائي متاحاً تجاريّاً ويمكن تشغيل المحللات الكهربائية باستخدام الطاقة الكهروضوئية، إلّا أنّ الخلايا الكهروضوئية لا تستطيع التقاط الطيف الشمسيّ بأكمله بخلاف تقنية «STCH» التي يمكنها التقاط الطيف الشمسيّ بأكمله.
كما وتتناول الورقة البحثية المنشورة المحاولات المستمرة لاكتشاف المعادن المناسبة للطريقة الجديدة وبما يدعم البرنامج الخاص بوزارة الطاقة «HydroGEN» والذي يتضمن تقنيات تعلّم الآلة والاختبارات التجريبية من أجل تطوير مواد بيروفسكايت جديدة قادرة على تحمل درجات حرارة عالية ويمكن الاعتماد عليها في طريقة «STCH».
تعليقات المسؤولين
يوجد العديد من التحديات في هذا المجال، وما زال لدينا الكثير من الأسئلة البحثية دون إجابة خاصّة فيما يتعلق بنوعية المواد المستخدمة.
زيوين ما، كبير المهندسين في «NREL» وأحد مؤلفي الورقة البحثية
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: NREL
