ذخیره سازی هیدروژن از این رو اهمیت پیدا کرده است که هیدروژن را به عنوان سوختی پاک به دنیا معرفی کرده اند. استفاده از سوخت های فسیلی مثل بنزین و گازوئیل مهمترین روش برای به حرکت در آوردن وسایل نقلیه و تامین انرژی آن ها بوده است. اما متاسفانه استفاده از سوخت های فسیلی در قرون اخیر سبب بروز مشکلات زیست محیطی و آلودگی ها فراوان گشته است. پیشرفت فناوری های روز دنیا به سوی جایگزینی این سوخت های آلاینده با سوخت های پاک بوده و هیدروژن به عنوان یکی از مهمترین منابع برای تامین انرژی معرفی شده است. چالشی که بر سر راه گسترش استفاده از این ماده به عنوان سوخت پاک وجود دارد، تامین آن برای پیل های سوختی است. در ادامه بیشتر در این خصوص صحبت خواهیم کرد.
کاربرد های هیدروژن چیست
در دنیای امروز عمده ترین کاربرد هیدروژن برای تولید آمونیاک و همچنین در پالایش نفت و ساخت متانول است. هیدروزن یکی از مهمترین موادی است که سازمان فضایی ناسا مورد استفاده قرار می دهد و از آن به عنوان سوخت برای سفینه ها ی فضایی و همچنین برای تامین گرما، برق و آب مورد نیاز فضانوردان استفاده می کند. به همین دلیل ذخیره سازی هیدروژن اهمیت پیدا می کند. امید می رود که در آینده بتوان از هیدروژن به عنوان عنصری برای تامین برق شهری نیز بهره گرفت. هیدروژن همچنین ظرفیت گرمایی بالایی دارد که سبب شده است خاصیت خنک کنندگی زیادی داشته باشد و در نیروگاه ها از آن به عنوان خنک کننده ی ژنراتور استفاده شود.
هیدروژن به عنوان سوخت پاک
سوخت هیدروژنی سوختی کاملاً پاک است. در سوختن سوخت های هیدروزنی هیچگونه آلاینده ای تولید نمی شود و تنها خروجی واکنش سوختن در آن خروج آب است. آبی که در انتها نیز می تواند مورد مصرف قرار بگیرد. این سوخت نیز می تواند دقیقا مانند جایگاه سوخت بنزین و گازوئیل، جایگاه مشابهی داشته باشد با این تفاوت که تولید آن پالایشگاه های هزینه بری نظیر پالایشگاه تولید بنزین نیاز ندارد. خودرو هایی که با این سوخت کار می کنند باتری هایی به مراتب کوچکتر و کم حجم تر و سبک تر از باتری های خودروی برقی دارند. در صورت امکان تامین هیدروژن و ذخیره سازی هیدروژن به روش صحیح، فراگیری این فناوری چیز عجیبی نیست.
ذخیره سازی هیدروژن با پوست موز
در ایران پژوهشگران دانشگاه کاشان از پوست موز نانو ساختار هایی تولید کرده اند که قابلیت ذخیره سازی هیدروژن را دارد. این نانوساختار های غیر سمی و سازگار با محیط زیست بدون نیاز به دستگاه های خاص و گرانقیمت تولید می شود و بازدهی و خلوص بالایی نیز دارد. نانوساختار های سبز با اندازه ای مناسب و تخلخل بالا در صنایع انرژی می توانند کاربرد ویژه ای پیدا کنند. این نانوساختار قابلیت تجاری سازی نیز دارند فرآیند ذخیره هیدروژن را تسریع می کنند. در زمان کنونی سوخت های هیدروزنی گران محسوب می شوند اما عجیب نیست که در آینده ای نزدیک به دلیل مزایای فوق العاده نظیر پاک بودن و تجدید پذیر بودن جای سوخت های فسیلی را برای به حرکت در آوردن وسایل نقلیه بگیرند.
ذخیره سازی هیدروژن در زغال سنگ
پژوهشگران دیگری از دانشگاه کاشان در رابطه با ذخیره سازی هیدروژن موفق به استخراج نانو صفحات گربن فعال از زغال سنگ شده اند و از آن به عنوان محل ذخیره هیدروژن استفاده نموده اند. زغال سنگ به ذخیره ی الکتروشیمیایی هیدروژن کمک می کند. از آنجا که زغال سنگ ماده ی اولیه ی ارزانی محسوب می شود و در ایران به وفور یافت می گردد، می توان از آن در جهت ذخیره کردن هیدروژن برای ساخت پیل های سوختی بهره برد. تولید نانوساختار متخلخل از زغال سنگ قابلیت ذخیره کردن هیدروژن را فراهم می آورد و تا اندازه ی 11.6 درصد وزنی امکان ذخیره سازی هیدروژن را دارد.
تولید گاز هیدروژن
هیدروژن فراوان ترین عنصر در جهان هستی به شمار می رود و گاز هیدروژن به صورت صنعتی و آزمایشگاهی قابل تولید است. در آزمایشگاه گاز هیدروژن چگونه تولید می شود؟ واکنش آلومینیوم با قلیا ها، برقکافت آب، انداختن آلیاژ گالیوم و آلومینیوم در آب و … منجر به تولید هیدروژن آزمایشگاهی می شود. تولید هیدروژن در صنعت نیز راه های گوناگونی دارد. برداشت از هیدروکربن ها، اکسایش جزئی هیدروکربن ها و البته واکنش زغال سنگ راه های تولید هیدروژن هستند. بدیهی است که از روش های آزمایشگاهی پر هزینه نمی توان برای تولید انبوه هیدروژن استفاده نمود.
ایمنی و خطرات گاز هیدروژن
علاوه بر اینکه ذخیره سازی هیدروژن در پیل های سوختی اهمیت دارد. نقل و انتقال و جابجایی هیدروژن نیز باید با رعایت کامل نکات ایمنی انجام شود زیرا هیدروژن بسیار آتشگیر است.
لازم است که مخزن گاز هیدروژن به دوراز گرمای مستقیم و شعله ی آتش باشد و همچنین ذخیره ی کپسول هیدروژن باید به دور از گاز اکسیژن و دیگر مواد آتش زا باشد تا از هر گونه خطر آفرینی و به بار آمدن فاجعه ی انفجار جلوگیری شود.
