นักวิจัยทำ ‘ก้าวกระโดดยักษ์’ เพื่อผลิตไฮโดรเจนหมุนเวียนในราคาไม่แพง

นักวิจัยทำ 'ก้าวกระโดดยักษ์' เพื่อผลิตไฮโดรเจนหมุนเวียนในราคาไม่แพง

บริษัทในออสเตรเลียได้คิดค้นเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์แบบใหม่ทั้งหมดเพื่อขยายการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ซึ่งพวกเขากล่าวว่าเป็นการปฏิวัติเทคโนโลยีที่แท้จริงครั้งแรกในรอบ 200 ปี

การแยกน้ำออกเป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจนผ่านกระแสไฟฟ้าที่เรียกว่า “อิเล็กโทรไลซิส” เป็นทั้งวิธีการหลักที่อยู่เบื้องหลังพลังงานไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งมีราคาแพงและไม่มีประสิทธิภาพ

ทว่าสำหรับรถบรรทุกระยะไกล 

การผลิตเหล็ก และอื่นๆ ไฮโดรเจนอาจเป็นปัจจัยเดียวที่มีอยู่ในคลังแสงของพลังงานสีเขียวเพื่อทดแทนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม บริษัทSSAB ของสวีเดนกำลังทำให้เหล็กเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมขึ้นเล็กน้อยโดยใช้พลังงานไฮโดรเจนเพื่อทดแทนถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงคาร์บอน

บริษัทHysata ของออสเตรเลีย ได้เปลี่ยนการออกแบบส่วนประกอบหลักเพื่อให้ต้นทุนเชื้อเพลิงไฮโดรเจนบริสุทธิ์สามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงฟอสซิลได้โดยการลดความร้อนและความต้านทานที่เกิดจากการแยกไฮโดรเจน

“สิ่งที่เราทำแตกต่างออกไปคือการเริ่มต้นใหม่ทั้งหมดและคิดเกี่ยวกับมันจากระดับที่สูงมาก” Gerry Swiegers หัวหน้าเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ Hysata และศาสตราจารย์ที่ Univ เมืองวูลองกอง รัฐนิวเซาท์เวลส์ กล่าวกับเดอะการ์เดียน “ทุกคนต่างมองหาการปรับปรุงวัสดุหรือการออกแบบที่มีอยู่”

ที่เกี่ยวข้อง: นักวิทยาศาสตร์พัฒนาวิธีก้าวหน้าในการรีไซเคิลพลาสติกอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิห้องใน 20 นาที

ในบทความทาง

วิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์ใน Nature ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของอิเล็กโทรไลเซอร์ตัวใหม่ พวกเขาได้สรุปปัญหาของตัวแบบเก่าก่อน กล่าวคือ แม้แต่อิเล็กโทรไลเซอร์แบบน้ำที่ล้ำสมัยมักต้องการไฟฟ้าประมาณ 53 กิโลวัตต์-ชั่วโมงเพื่อผลิต 1 กก. ของไฮโดรเจน ซึ่งมีพลังงาน 39.4 กิโลวัตต์ชั่วโมง: ขาดดุล ~12

ปัญหาฟองสบู่มหาวิทยาลัยวอลลองกองก่อนที่เราจะเข้าใจว่าเหตุใดจึงขาดดุลดังกล่าว จึงมีคำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับวิธีการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้

อิเล็กโทรไลเซอร์ประกอบด้วยแอโนดและแคโทดแยกจากกันด้วยเมมเบรนคล้ายฟองน้ำ H2O ถูกส่งไปยังขั้วบวก โดยที่อิเล็กตรอนของมันถูกดึงออกมาและเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า ให้พลังงานแก่สิ่งที่เชื่อมต่ออยู่ โปรตอนที่มีประจุบวกของมันเคลื่อนผ่านเมมเบรนไปยังแคโทด ซึ่งออกซิเจนจะถูกดึงเข้าไป ที่นั่น โปรตอนได้รวมตัวกับอิเล็กตรอนของพวกมันหลังการเก็บเกี่ยวด้วยไฟฟ้า รวมกับออกซิเจนเพื่อสร้างน้ำและความร้อน: การปล่อยมลพิษเพียงอย่างเดียว

เพิ่มเติม: แผงโซลาร์เซลล์ที่สร้างจากพืชผลเสียสามารถสร้างพลังงานได้โดยไม่ต้องใช้แสงโดยตรง

ที่ที่ Hysata แตกต่างจากประเพณีที่มีมาช้านานคือในรูปทรงกลมของอิเล็กโทรไลต์ เมมเบรนที่ชอบน้ำจะจุ่มลงในแหล่งกักเก็บอิเล็กโทรไลต์เพียงเล็กน้อยในที่เดียวกับที่น้ำเข้า เมมเบรนจะดึงน้ำและอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอย่างต่อเนื่องในปริมาณที่คงที่ ซึ่งช่วยให้อิเล็กโทรลิซิสเกิดขึ้นได้โดยไม่เกิดฟองก๊าซไฮโดรเจนตามแบบฉบับของอิเล็กโทรไลต์ซึ่งมีขั้วบวกและแคโทดอยู่ภายในอ่างเก็บน้ำไฮโดรเจนทั้งหมด

ฟองก๊าซเหล่านี้

จะขัดขวางการเข้าถึงตัวเร่งปฏิกิริยาบนขั้วบวกและแคโทดทางกายภาพ ทำให้ประสิทธิภาพลดลง การกำจัดปัญหาฟองก๊าซส่งผลให้อัตราประสิทธิภาพของ Hysata อยู่ที่ 95% หรือ 41.5 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงต่อไฮโดรเจนหนึ่งกิโลกรัม

อย่างไรก็ตาม Hysata ไม่ได้เป็นเพียงนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น และเศรษฐศาสตร์ของอิเล็กโทรไลเซอร์ก็สมเหตุสมผล เยื่อเมมเบรนนั้นง่ายต่อการผลิตและกระบวนการนี้สามารถทำงานอัตโนมัติตามขนาดได้

สำนักงานพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศตั้งเป้าหมายในปี 2050 เพื่อคิดค้นวิธีการแยกอิเล็กโทรไลซิสแบบใหม่ที่จะลด kWh ที่ต้องการต่อกิโลกรัมที่ผลิตได้เหลือ 42 ตอนนี้ Hysata เป็นหน่วยงานเดียวในโลกที่บรรลุเป้าหมายนั้น และหากจำเป็นต้องมีภาคการขนส่งทางไกล ไฮโดรเจน 1 ล้านตันต่อปี ซึ่งด้วยเทคโนโลยีของ Hysata จะช่วยประหยัดเงินได้ 3 พันล้านดอลลาร์

เติมสีเขียวให้ฟีดข่าวเหล่านั้นด้วยข่าวดี…

Credit : แทงบอลออนไลน์