إنتاج الهيدروجين الأخضر بالطاقة الشمسية المركزة
الهيدروجين الاخضر و الطاقة الشمسية
نجح فريق من العلماء في تطوير نظام لاستخدام الطاقة الشمسية المركزة (CSP) لإنتاج الهيدروجين الأخضر. يستفيد هذا النظام من ما يصل إلى 40٪ من حرارة الشمس، متفوقاً بذلك بكثير على الأجهزة الحالية التي تستخدم فقط 7٪ من الحرارة الشمسية.
وقال الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، أنه عند التحدث عن الهيدروجين الأخضر الذي يتم إنتاجه من خلال الطاقة الشمسية، يأتي في الاعتبار أولاً المحللون الكهربائيون الذين يستخدمون الخلايا الشمسية لتوجيه الكهرباء. إلا أن فريق MIT، بإشراف أحمد غونيم، سعى إلى إستخدام الحرارة مباشرة. يضيف المقال.
محطة لإنتاج وضخ غاز الهيدروجين الأخضر بإحدى محطات الطاقة
كما أوضح المقال أن العملية المطورة، التي تسمى “عملية الهيدروجين الحراري الكيميائي” (STCH). تتميز بتكلفة تشغيل منخفضة وبالأخص بكفاءتها العالية التي تتفوق بشكل كبير على التجارب السابقة.
و أوضح العلماء: “في البداية، يتم تعريض الماء على شكل بخار للمعدن. وهذا يجعله يمتص الأكسجين من البخار، ويترك الهيدروجين”. هذا وأضافوا: “بمجرد فصل الهيدروجين، يتم تسخين المعدن المؤكسد (أو الصدئ) تحت فراغ. مما يعكس عملية الصدأ ويجدد المعدن. بمجرد إزالة الأكسجين، يمكن تبريد المعدن وتعريضه مرة أخرى للبخار لإنتاج المزيد من الهيدروجين. كما يمكن تكرار هذه العملية مئات المرات، داخل “صناديق معدنية” حيث يتم القيام بالفصل الفيزيائي-الكيميائي بين الأكسجين والهيدروجين.
نظام لإنتاج الهيدروجين بكفاءة طاقية منخفضة”
قدم فريق من الباحثين تصميمًا مبتكرًا لإنتاج الهيدروجين باستخدام كميات طاقة محدودة. تعتمد كفاءة هذا النظام على تصميمه على شكل قطار حيث يتم ترتيب “الصناديق” على شكل متسلسل على مدار دائري. يتحرك قطاران في اتجاهين معاكسين على مسارات مختلفة ويتناوبون في العبور عبر مناطق ساخنة وباردة. بمعرضهم لحرارة الشمس المركزة، التي يمكن أن تصل إلى 1500 درجة مئوية. ثم مرورهم في منطقة أبرد (1000 درجة مئوية). يسمحون بإنتاج الهيدروجين. ويتم الحصول على تغييرات درجات الحرارة لـ “عربات” القطارين الاثنين بشكل رئيسي عن طريق التبادل الحراري المباشر.
رسم توضيحي لانتاج الهيدروجين الاخضر
المفاعلات في القطار الأول، الموجودة على الجوانب المعاكسة للمسار الدائري. تنقل حرارتها عن طريق الإشعاع إلى تلك التي تواجهها (على جزء غير مُسخن).
في الوقت نفسه، يتحرك القطار الثاني حول القطار الأول في الاتجاه المعاكس، ويعمل على درجات حرارة أبرد. مما يسمح بتخليص الأكسجين من القطار الداخلي الأكثر حرارة، دون الحاجة إلى مضخات ميكانيكية.
هذا ويعتزم الفريق البحثي بناء نموذج تجريبي في عام 2024 لتحقيق فحص الفكرة، قبل إجراء اختبار أولي لإنتاج الطاقة النظيفة على نطاق صغير.
المصدر: مواقع ألكترونية