تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين الأخضر.. الكتلة الحيوية حل جيد لتقليل انبعاثات الكربون الناتجة عن الوقود الأحفوري
الهيدروجين، الذي يُنظر إليه على أنه “الطاقة النهائية” للقرن الحادي والعشرين، يتميز بفوائد مثل كونه نظيفًا ومتجددًا بالإضافة إلى أنه قابل للتخزين ومتعدد الاستخدامات.
تتوقع وكالة الطاقة الدولية، أن 115 مليون طن من الهيدروجين ستكون مطلوبة في عام 2030 لجعل صافي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية صفرًا بحلول عام 2050 ، وهذا يجعل الهيدروجين الأخضر طريقًا واعدًا لمجتمع خالٍ من الكربون.
الاستفادة من الكتلة الحيوية
من خلال الاستفادة من الكتلة الحيوية لإنتاج الهيدروجين، يمكننا تقليل انبعاثات الكربون الناتجة عن الوقود الأحفوري، وبالتالي المساعدة في معالجة أزمة الطاقة المتفاقمة.
تتضمن تقنية المعالجة الحرارية القلوية الجديدة (ATT) لإنتاج الهيدروجين الانحلال الحراري عند الضغط الجوي ودرجة الحرارة المنخفضة.
من وجهة نظر دورة حياة الكتلة الحيوية الكاملة، تتمتع ATT بإمكانيات كبيرة “لانبعاثات الكربون السلبية”، ويمكن أن تحل محل بعض أنواع الوقود الأحفوري.
في مراجعة نُشرت في Carbon Resources Conversion ، قام فريق من الباحثين بفحص شامل لأحدث تقدم في ATT للكتلة الحيوية لإنتاج الهيدروجين.
يوضح المؤلف الأول للدراسة،Guojie Liu ، طالب دكتوراه في كلية الهندسة الكيميائية، جامعة سيتشوان، “هناك العديد من العوامل التي تؤثر على كفاءة إنتاج الهيدروجين من ATT للكتلة الحيوية” مضيفا “تشمل المواد القلوية ، والمواد الأولية ، والعوامل الحفازة، ومعايير العملية ، والمفاعلات ، من بين أمور أخرى.”
وأضاف ليو، يجب علينا أولاً توضيح الدور الأساسي والتآزر بين القلويات والمحفزات في تفاعل ATT وآلية تحويل الكتلة الحيوية، ثم استخدام هذه المعرفة لتوجيه تطوير استراتيجيات ترقية أكثر فاعلية وحتى اختراقات في التطبيقات واسعة النطاق”.
لمعالجة ذلك، يعتقد الفريق أنه لتحقيق أقصى قدر من كفاءة إنتاج الهيدروجين من تفاعل ATT ، يجب أن يعزز القلوي المستخدم تحويل الكتلة الحيوية إلى وسيطة صغيرة قابلة للتغويز وتخزين الكربون في الموقع.
أوضح هوفانج لو، الأستاذ في نفس المدرسة، أنه بعد الاستعراض ، تم استخلاص أربعة استنتاجات رئيسية.
من أجل فهم تحول المواد النموذجية بشكل أفضل من خلال القلويات المختلفة وتحديد الكتلة الحيوية الأكثر ملاءمة، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة.
لإنشاء نظام محفز مناسب يعتمد على المنتجات الوسيطة لتفاعل ATT ، يجب إجراء تحليل في آلية إلغاء تنشيط المحفز، والتفاعل بين الموقع النشط والحامل ، وعلاقة التركيب والنشاط الحفاز.
بالإضافة إلى ذلك، عند تقييم مزايا وعيوب التفاعلات في الموقع وخارجه، فإن تصميم مفاعلات معقولة وتطوير طرق مدخل/ مخرج فعالة هي مفتاح التغلب على المشكلات مثل التكويك ونقل الكتلة المحدود وتجديد المحفز الناجم عن التفاعلات الصلبة الصلبة .
أخيرًا، يجب إجراء التقييم الاقتصادي وتحليل استهلاك الطاقة.
قال لو “نأمل أن توجه هذه النقاط التجارب القادمة حول إنتاج الهيدروجين عبر عمليات ATT للكتلة الحيوية لتحقيق تصنيع هذه التكنولوجيا”.
