سولارابيك – بنسلفانيا، الولايات المتحدة الأمريكية – 25 مايو 2023: توصّل فريقٌ بحثي من علماء ولاية بنسلفانيا إلى أن الفحم قد يمثل طريقةً محتملة لتخزين غاز الهيدروجين، تماماً مثل البطاريات التي تخزن الطاقة للاستخدام المستقبلي، وهو ما يعالج عقبةً رئيسية في تطوير سلسلة إمداد الطاقة النظيفة.
قد يكون الفحم بطاريةَ هيدروجين!
بيّن شيمين ليو، أستاذ مشارك في قسم هندسة الطاقة والمعادن، أنّ الفحم يمكن أن يكون بطارية هيدروجين جيولوجية، إذ يمكن نقل وتخزين طاقة الهيدروجين فيه لحين الحاجة لاستخدامها.
وبيّن أيضاً أن بُنية الفحم مدروسةٌ جيداً، ويتم إنتاج الغاز تجارياً من الفحم منذ ما يقرب من نصف قرن، ما يعني أن البنية التحتية موجودةٌ بالفعل. ولكن، كيف تم التوصّل لإمكانية تخزين الهيدروجين في الفحم؟
قام الفريق البحثي بتحليل ثمانية أنواع من الفحم من حقول الفحم المتواجدة في الولايات المتحدة، وذلك لفهم إمكانات الامتصاص والانتشار بشكل أفضل، أو مقدار الهيدروجين الذي يمكن لعيّنة فحمٍ الاحتفاظ به.
المذهل، أن جميع أنواع الفحم الثمانية أظهرت خصائص امتصاصٍ كبيرة، ولكن أفضل النتائج ظهرت في الفحم القاري منخفض التطاير الموجود في شرق فيرجينا، وفحم أنثراسايت في شرق ولاية بنسلفانيا.
بشكلٍ عام، يحتوي الفحم على نسبةٍ عالية من الكربون وعلى الكثير من المسام الصغيرة التي يمكن أن تخزن كمياتٍ كبيرةً من الغاز. لذا فإن الفحم يشبه الإسفنج الذي يمكنه حمل العديد من جزيئات الهيدروجين مقارنة بالمواد الأخرى غير الكربونية.
نتيجةً لذلك، توصل الفريق إلى أنه من المحتمل جدًا أن يكون الفحم هو الاختيار الأفضل للتخزين الجيولوجي -من منظورٍ علمي-. فالفحم تفوّق في الأداء على العناصر الأخرى، لاستيعابه المزيد من الغاز، ولامتلاك بنية تحتية من الفحم متوفرة على نطاق واسع في جميع أنحاء البلاد وبالقرب من المناطق المأهولة بالسكان.
أهمية العناصر الطبيعية في تعزيز تواجد قطاع الهيدروجين
لا يزال هناك الكثير من العمل لبناء بنيةٍ تحتية لقطاع الهيدروجين لجعله مصدر طاقة يمكن الاعتماد عليه، خاصةً مع صعوده للساحة في السنوات الأخيرة. لذلك لا بد تطوير طرق تخزينٍ مختلفة وغير مكلفة، وهو ما يمكن للعناصر الجيولوجية أن يكون لها دورٌ في ذلك، لامتلاك بعضها قدرات تخزينٍ طبيعية تحلّ من المعضلة.
وإن التكوينات الجيولوجية مثل الفحم غالباً ما تحتوي على طبقة من الصخر الزيتي أو الحجر الطيني تعمل بمثابة مانع محكم الإغلاق، يدعم احتجاز الغاز وتخزينه حتى يتم الاحتياج إليه وضخّ للخارج مرةًأخرى.
وعليه، يمكن أن يؤدي تطوير تقنيات تخزين الهيدروجين في مناطق تعدين الفحم إلى إنشاء البنية التحتية للهيدروجين في البلاد، علاوة على توفير فرص اقتصادية جديدة لهذه المناطق.
ختاماً، بيّن الفريق أن العمل المستقبلي سيركز على الانتشار الديناميكي والنفاذية الديناميكية للفحم، وهي السمات التي تحدد مدى سرعة حقن الهيدروجين وضخّه مرة أخرى.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
المصدر: Pennsylvania State University
