28 ژانویه 2025-سوخت جت مبتنی بر لیگنین، موفقیت ذخیره سازی هیدروژن را باز می کند-©shutterstock/Scharfsinn
به لطف یک تیم بین المللی از دانشمندان که روشی را برای ذخیره و آزادسازی هیدروژن با استفاده از سوخت جت مبتنی بر لیگنین ایجاد کرده اند، یک پیشرفت خلاقانه در فناوری ذخیره سازی هیدروژن می تواند راه را برای آینده ای پایدارتر هموار کند.
این اکتشاف پیشرفته راه حلی بالقوه برای یکی از پایدارترین چالش ها در انرژی های تجدیدپذیر ارائه می دهد: یافتن روش های ذخیره سازی و حمل و نقل هیدروژن کارآمد، ایمن و مقرون به صرفه.
هیدروژن، که اغلب به عنوان سوخت آینده از آن یاد می شود، یک حامل پاک و پرانرژی است که نویدهای زیادی برای کربن زدایی صنایع و دستیابی به اهداف انتشار صفر دارد.با این حال، چگالی کم و ماهیت بسیار فرار آن، روش‌های ذخیره‌سازی معمولی مانند مخازن تحت فشار را ناکارآمد و گران می‌کند.
محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU)، با همکاری آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام، دانشگاه نیوهون و منابع طبیعی کانادا، رویکرد جدیدی را برای ذخیره‌سازی شیمیایی هیدروژن در شکل مایع پایدار نشان داده‌اند.
کلید در سوخت جت مبتنی بر لیگنین نهفته است – یک سوخت آزمایشی مشتق شده از لیگنین، یک پلیمر طبیعی که در گیاهان یافت می شود. این ماده نوآورانه اجازه می دهد تا هیدروژن به صورت شیمیایی متصل شود و ذخیره سازی با چگالی بالا را بدون نیاز به سیستم های تحت فشار دست و پا گیر می کند.
این تحقیق پتانسیل دوگانه سوخت جت مبتنی بر لیگنین را برجسته می کند. نه تنها به عنوان یک سوخت هوانوردی پایدار عمل می کند که عملکرد موتور را افزایش می دهد و آلاینده ها را کاهش می دهد، بلکه به عنوان یک سیستم ایمن و کارآمد برای ذخیره هیدروژن نیز عمل می کند.
با واکنش شیمیایی سوخت جت بر پایه لیگنین با هیدروژن، تیم تحقیقاتی توانست کربن‌های خاص تولید کند و مولکول‌های هیدروژن را در حالت مایع تثبیت کند.این عملکرد دوگانه نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی برای فناوری های هیدروژن است که راه حلی عملی و مقیاس پذیر برای صنایع حمل و نقل و انرژی ارائه می دهد.
علاوه بر این، سوخت جت مبتنی بر لیگنین از طریق فرآیندی توسعه یافت که از ضایعات کشاورزی استفاده می‌کند و آن را به یک نوآوری واقعاً پایدار تبدیل می‌کند.
مطالعات قبلی WSU توانایی سوخت را برای افزایش کارایی موتور و حذف ترکیبات معطر مضر موجود در سوخت های معمولی نشان داده است.
سوخت هیدروژنی: آینده انرژی پاک
پتانسیل هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک بسیار زیاد است. به عنوان یک حامل انرژی همه کاره، هیدروژن می تواند برای تامین انرژی وسایل نقلیه، ادغام سیستم های انرژی تجدیدپذیر و کربن زدایی فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
برخلاف سوخت‌های فسیلی، احتراق هیدروژن تنها آب را به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کند و آن را به یک جایگزین بدون انتشار برای کاربردهای مختلف از حمل‌ونقل تا تولید تبدیل می‌کند.
در سال‌های اخیر، تلاش‌های جهانی برای انتقال به سیستم‌های هیدروژنی شتاب بیشتری گرفته است. با این حال، چالش های مربوط به ذخیره سازی هیدروژن، حمل و نقل، و سازگاری زیرساخت، پذیرش گسترده را کند کرده است.
فناوری سوخت جت مبتنی بر لیگنین که توسط محققان WSU توسعه یافته است، راه حلی بالقوه برای این موانع ارائه می دهد، که امکان ذخیره و حمل و نقل هیدروژن را با ایمنی بیشتر و کارآمدتر فراهم می کند و در عین حال با زیرساخت های انرژی موجود سازگار است.
مقیاس گذاری فناوری
با نگاهی به آینده، محققان WSU در حال همکاری با دانشگاه نیوهیون برای تقویت بیشتر این فناوری هستند.این تیم قصد دارد یک کاتالیزور مبتنی بر هوش مصنوعی ایجاد کند که واکنش های شیمیایی درگیر را بهینه می کند و این فرآیند را حتی کارآمدتر و مقرون به صرفه تر می کند.
پروفسور بین یان WSU توضیح داد: «این نوآوری فرصت‌های امیدوارکننده‌ای را برای سازگاری با زیرساخت‌های موجود و دوام اقتصادی برای تولید مقیاس‌پذیر ارائه می‌دهد.این می تواند به ایجاد یک سیستم هم افزایی کمک کند که کارایی، ایمنی و مزایای زیست محیطی هر دو فناوری سوخت هوانوردی پایدار و هیدروژن را افزایش دهد.
در صورت موفقیت، این رویکرد می تواند دوران جدیدی از راه حل های انرژی پاک را باز کند و هیدروژن را قادر می سازد تا به پتانسیل کامل خود به عنوان سنگ بنای سیستم های انرژی پایدار دست یابد.
از تامین انرژی وسایل نقلیه بدون آلایندگی گرفته تا تهیه پشتیبان برای منابع انرژی تجدیدپذیر، نوآوری های ذخیره سازی هیدروژن مانند این می تواند نقش مهمی در تحقق اهداف آب و هوای جهانی ایفا کند.
