چالش های توسعه هیدروژن و پیل های سوختی در ایران
به گزارش بی بی سرور، عضو هیئت علمی و دانشیار گروه فناوری های شیمیایی سبز پژوهشکده صنایع شیمیایی سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران اظهار داشت: چالش های توسعه هیدروژن و پیل های سوختی در ایران شامل هزینه های بالا و کمبود زیرساخت است.
به گزارش بی بی سرور به نقل از ایسنا، دکتر ناهید خندان به چالش های اصلی توسعه فناوری های هیدروژنی و پیل های سوختی در ایران اشاره و تاکید کرد: مسائل اقتصادی، کمبود سرمایه گذاری و نبود زیرساخت های مناسب از موانع اصلی تجاری سازی این فناوری ها هستند.
او همینطور بر اهمیت تولید هیدروژن از منابع مختلف و فناوری دی متیل اتر بعنوان جایگزین سوخت های فسیلی در صنعت حمل و نقل تاکید دارد.
خندان افزود: یکی از مهم ترین چالش های توسعه و تجاری سازی فناوری های در ارتباط با تولید هیدروژن و پیل سوختی در ایران، مسائل اقتصادی و عدم حمایت مالی کافی است. هزینه های تولید هیدروژن (خصوصاً به روش تجدیدپذیر) و پیل های سوختی، به علت احتیاج به فناوری های پیشرفته و مواد گران قیمت، مانع از رقابت پذیری این فناوری ها در بازار شده است و کمبود سرمایه گذاری و حمایت های دولتی برای پژوهش و توسعه در این عرصه هم انگیزه برای توسعه فناوری های نوین را می کاهد. باآنکه در داخل کشور علاقه فزاینده ای به فناوری های هیدروژنی وجود دارد، اما هنوز شکاف قابل توجهی در پژوهش و توسعه در مقایسه با سایر فناوری های انرژی قدیمی تر، وجود دارد. این موارد شامل احتیاج به پیشرفت در کاتالیست ها و مواد اولیه و همینطور طراحی مناسب پیل است که بشدت بر کارآمدی و عمر مفید پیل های سوختی اثرگذار می باشد.
وی خاطرنشان کرد: در کنار تمام این موارد نبود زیرساخت های لازم برای تولید، ذخیره سازی و توزیع هیدروژن، یکی از موانع اصلی در راه توسعه این فناوری است. این مورد شامل نبود ایستگاه های سوخت گیری مناسب برای خودرو های هیدروژنی هم می شود. آگاهی پایین مصرف کنندگان در رابطه با مزایای هیدروژن و پیل های سوختی هم پذیرش این فناوری در بازار را با مشکل مواجه می کند و همین نبود تقاضای کافی برای این محصولات، توسعه آنها را محدودتر می کند. به ویژه در ایران وجود منابع انرژی سنتی مانند نفت و گاز که به سادگی قابل دسترس هستند، سبب شده است که فناوری های نوین مانند هیدروژن کمتر مورد توجه قرار گیرند و نبود مقررات و سیاست های مشخص برای پشتیبانی از اقتصاد هیدروژنی، مانع از سرمایه گذاری و کاهش تلاش ها برای توسعه آن شده است. این موانع نیازمند توجه ویژه از جانب دولت و بخش خصوصی هستند تا بتوانند زمینه را برای توسعه پایدار و تجاری سازی فناوری های هیدروژن و پیل سوختی در ایران فراهم نمایند.
دانشیار گروه فناوری های شیمیایی سبز پژوهشکده صنایع شیمیایی سازمان پژوهش های علمی و صنعتی در رابطه با اهمیت نانوکاتالیست های تولید هیدروژن از متانول و گازهای سنتزی در بهبود کارآمدی پیل های سوختی، اظهار داشت: تولید هیدروژن از متانول و گاز سنتز به صورت کلی در مقایسه با روش های سنتی کارآمدتر است. این بدان معناست که هیدروژن بیشتری را میتوان با انرژی ورودی کمتر تولید کرد که منجر به بازده کلی بهتر سیستم پیل سوختی می شود. همینطور متانول و گاز سنتز نسبتاً ارزان و در مقایسه با سایر منابع هیدروژنی در دسترس هستند. این می تواند هزینه کلی تولید هیدروژن را کم کند و پیل های سوختی را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر کند. فرآیند تولید هیدروژن از متانول و گاز سنتز، به سادگی قابلیت افزایش مقیاس دارد و این مقیاس پذیری برای توسعه فناوری پیل سوختی خیلی مهم است.
وی تصریح کرد: تولید هیدروژن از متانول و گاز سنتز یک فناوری محوری است، این فرآیند می تواند با تولید هیدروژن با خلوص بالا، عملکرد پیل های سوختی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. تولید هیدروژن با خلوص بالا به ویژه در پیل های حساس به ناخالصی، بسیار کلیدی است. خلوص هیدروژن به صورت مستقیم بر واکنش های الکتروشیمیایی داخل پیل سوختی تأثیر گذاشته و منجر به بهبود توان خروجی و کاهش هزینه های عملکردی آن می شود. علاوه بر این ادغام فناوری های جذب کربن در فرآیند تولید متانول می تواند انتشار گازهای گلخانه ای در رابطه با تولید هیدروژن را به صورت قابل توجهی کم کند که همسو با سیاست های جهانی کربن زدایی از سیستم های انرژی و بهبود کیفیت محیط زیست است.
خندان اضافه کرد: در نتیجه، فناوری پیرامون تولید هیدروژن از متانول و گاز سنتز نه تنها عملکرد پیل سوختی را از راه افزایش بازده و خلوص بالا می برد، بلکه اهداف فراتری شامل تولید انرژی پایدار و با دوام اقتصادی را هم پوشش می دهد.
وی ضمن اشاره به این که تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر جایگزین سوخت های فسیلی خواهند شد، اظهار داشت: با عنایت به پیشرفت های فناوری، صرفه اقتصادی و تقاضای عمومی، فناوری تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر می تواند در آینده نزدیک جایگزین سوختهای فسیلی شود. با وجود سرعت تحولات در این حوزه، انرژی های تجدیدپذیر مانند باد، آب، خورشید و بیوانرژی، به تدریج جایگزین سوخت های فسیلی می شوند. هم اکنون منابع انرژی تجدیدپذیر در مقایسه با سوخت های فسیلی مقرون به صرفه تر شده اند. فناوری هایی مانند انرژی خورشیدی و بادی هم اکنون اغلب ارزان تر از زغال سنگ و گاز طبیعی هستند و بعضی از پروژه های خورشیدی در دنیا، برق را با نصف هزینه سوخت های فسیلی سنتی تولید می کنند.
خندان افزود: در دنیا انرژی های تجدیدپذیر به سرعت درحال گسترش است، به صورتی که در سالهای اخیر، تولید انرژی های تجدیدپذیر در خیلی از مناطق از رشد سوخت های فسیلی پیشی گرفته است. این تغییرات نه تنها به کاهش انتشار گاز کربنی می انجامد و خطرات بهداشتی در رابطه با آلودگی هوا را کمتر می کند، بلکه برای مقابله با تغییرات آب و هوایی کره زمین هم ضروری می باشد. با توجه به تمام مواردی که ذکر شد، اراده سیاسی و حمایت عمومی برای گذار به انرژی های تجدیدپذیر رو به افزایش است و باوجود وجود چالش هایی در این راه، با ادامه پیشرفت فناوری و کاهش هزینه ها، امکان تغییر کامل بسمت انرژی های تجدیدپذیر، نه تنها امکان دارد، بلکه در دهه های آینده هم محتمل به نظر می آید.
وی در رابطه با اینکه آیا سوخت دی متیل اتر (DME) پتانسیل جایگزینی برای سوخت های فسیلی در صنعت حمل و نقل را دارد، اظهار داشت: دی متیل اتر (DME) دارای پتانسیل قابل توجهی برای جایگزینی سوخت های فسیلی در صنعت حمل و نقل، بخصوص بعنوان جایگزین پاک برای سوخت دیزل است. خواص و روش های تولید آن، آنرا به گزینه ای مناسب برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و بهبود کیفیت هوا تبدیل نموده است. احتراق دی متیل اتر به علت ساختار منحصر به فرد آن (فاقد پیوند کربن-کربن )، منجر به انتشار کمتر اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق در مقایسه با سوخت دیزل سنتی می شود. عدد ستان بالای آن، سبب می شود که راحتتر مشتعل شده و کاملا بسوزد و راندمان حرارتی بالاتری را داشته باشد و عملکرد کلی بهتری در مقایسه با دیزل معمولی داشته باشد. علاوه بر این سازگاری خوبی با زیرساخت های موجود دارد، به طوریکه میتوان دی متیل اتر را مشابه گاز مایع (LPG) حمل و نقل کرد و توزیع آن احتیاجی به تغییر زیرساخت های موجود ندارد، همینطور تطبیق پذیری خوبی با موتورهای دیزلی موجود داشته و با اعمال تغییرات جزئی در این موتورها قابل استفاده می باشد. دی متیل اتر را میتوان از مواد اولیه تجدید پذیر همچون زیست توده و بیوگاز هم تولید کرد که می تواند به صورت قابل توجهی انتشار کلی گازهای گلخانه ای را کم کند.
خندان خاطرنشان کرد: البته استفاده از دی متیل اتر چالش ها و ملاحظاتی هم دارد که نیازمند پژوهش و توسعه بیشتری است. بعنوان مثال استفاده از آن به جای دیزل تقریبا به دو برابر حجم سوخت برای همان انرژی خروجی نیاز دارد که می تواند برای طراحی خودرو و ذخیره سوخت چالش هایی ایجاد نماید.
وی تصریح کرد: به صورت کلی، دی متیل اتر یک جایگزین مناسب برای سوخت های فسیلی در قسمت حمل و نقل، بخصوص برای کاربردهای سنگین است. مزایای زیست محیطی، سازگاری با زیرساخت های موجود و پتانسیل تولید انرژی های تجدیدپذیر، آنرا به گزینه ای جذاب برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و انتقال بسمت منابع انرژی پایدارتر در حمل و نقل تبدیل می کند. تحقیقات و توسعه بیشتر برای رسیدگی به چالش های مرتبط با استفاده از آن و بهینه سازی ادغام آن در سیستم های فعلی مورد نیاز است.
مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب