تقنية لإنتاج الهيدروجين الأخضر تجارياً
تم مؤخراً اكتشاف أول تقنية لإنتاج الهيدروجين الأخضر تجارياً حسب وصف لخبراء وعلماء في إحدى الجامعات الأميركية التي تعمل بشكل مكثف على عدد من التقنيات المتعلقة بالطاقة النظيفة.
وطوّر العلماء من جامعة كولورادو الأميركية طريقة جديدة وفاعلة لإنتاج الهيدروجين الأخضر أو ما يُطلق عليه “الغاز الاصطناعي الأخضر” وفق ما أورده موقع سايتيك ديلي الأميركي المتخصص.
وتمهد تلك التقنية المثيرة الطريق أمام ظهور استراتيجية “خضراء” باستهلاك الكهرباء في قطاعات حيوية مثل النقل وتصنيع الصلب وإنتاج الأمونيا.
تقنية لإنتاج الهيدروجين الأخضر
وتركز الدراسة الجديدة التي تم نشرها مؤخراً في مجلة “جويل Joule” العلمية على إنتاج الهيدروجين الأخضر أو الغاز الاصطناعي الأخضر (خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون يمكن تحويله إلى أنواع وقود مثل البنزين والديزل والكيروسين).
ووضع فريق جامعة كولورادو البحثي حجر الأساس لما يمكن أن يصبح أول طريقة ذات جدوى تجارية لإنتاج هذا الوقود باستعمال الطاقة المتجددة استعمالاً كاملاً.
وربما يساعد ذلك المهندسين على إنتاج الغاز الاصطناعي الأخضر بطريقة أكثر استدامة.
ويقول أحد المؤلفين للدراسة الجديدة الباحث المشارك في الهندسة الكيميائية والبيولوجية “كينت وارن”: إن ما أفكر فيه هو ما أرجو أن تجده عندما تذهب يوماً ما إلى محطة التزود بالوقود من خيارات متاحة أمامك خالية من الرصاص أو حتى خالية جداً من الرصاص والإيثانول.
وتابع: ثم يكون هناك خيار إضافي ممثَّل بالوقود الشمسي وأعني به الوقود المستمد من ضوء الشمس والمياه وثاني أكسيد الكربون.. يحدونا الأمل في أن تكون التكلفة تنافسية للوقود المستخرج من باطن الأرض.
تقنية جديدة
ويتم إنتاج غاز الهيدروجين عبر تقنية التحليل الكهربائي أو باستعمال الكهرباء لتفكيك جزيئات المياه إلى هيدروجين وأكسجين.
في المقابل تعتمد التقنية “الكيميائية الحرارية” التي يستعملها فريق الباحثين الأميركيين على توظيف الحرارة المولدة بالأشعة الشمسية لإكمال تلك التفاعلات الكيميائية.
ويمكن لتلك التقنيات أيضاً أن تفكك جزيئات ثاني أكسيد الكربون المستمدة من الغلاف الجوي لإنتاج أول أكسيد الكربون.
وسبق أن أثبت العلماء أن تلك الاستراتيجية في إنتاج الهيدروجين وغاز أول أكسيد الكربون ممكنة عملياً غير أنها ربما لا تكون فاعلة بما يكفي لإنتاج الغاز الاصطناعي الأخضر بطريقة مجدية تجارياً.
وأظهر الباحثون في الدراسة الحديثة أن بمقدورهم إجراء تلك التفاعلات الكيميائية في مستويات ضغط مرتفعة عبر استعمال ألومينات الحديد غير باهظة الثمن نسبياً والمتوفرة على كوكب الأرض حيث سمحت تلك الضغوطات العالية لفريق الباحثين بإنتاج الهيدروجين بأكثر من الضعف
خفض الانبعاثات
وإذا تم استعمال الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع وصار يمثّل خُمس الطلب العالمي على الكهرباء وفق ما هو مُخطط له بحلول أواسط القرن الحالي 2050 يمكن أن تتقلص الانبعاثات الكربونية بمقدار 7 مليارات طن سنوياً حسب أرقام صادرة عن مجلس الهيدروجين في عام 2021.
ويُنتَج الهيدروجين الأخضر من انشطار جزيئات المياه عبر تقنية التحليل الكهربائي التي تتضمن تمرير تيار كهربائي خلالها إذ تتفكك المياه إلى هيدروجين وأكسجين ليمكن حينها استخلاص الهيدروجين من المياه كما ينطلق الأكسجين في الهواء.
كما تبرز أهمية الهيدروجين الأخضر في استعماله ناقلاً للطاقة ووقوداً نظيفاً بديلاً يخلف الغاز الطبيعي في العمليات التجارية والصناعية كما يمكن أن يحلّ مكان الديزل والبنزين في السيارات ما يُعظّم أهمية تلك السعة في تعزيز أمن الطاقة ودرء أي صدمات خارجية محتملة على غرار ما حدث في أوروبا الشتاء الماضي نتيجة نقص إمدادات الطاقة الروسية.
ونما الطلب العالمي على الهيدروجين بأكثر من 3 أضعاف منذ عام 1975 وما يزال يُظهر صعوداً مطّرداً إذ لامس قرابة 49 مليون طن في عام 2021 وفق ما أظهرته تقديرات صادرة عن وكالة الطاقة الدولية في العام الماضي 2022.
ويُتوقع أن يتراوح الطلب على الهيدروجين الأخضر بين 500 و680 مليون طن بحلول عام 2050 بحسب أرقام البنك الدولي.