إن محدودية توافر موارد المياه العذبة، والتي تمثل حوالي 3.5٪ فقط من إجمالي المياه على الأرض، قد أكدت على أهمية استخدام مياه البحر الوفيرة لإعادة تدوير الطاقة. تمثل تحلية مياه البحر حلاً قابلاً للتطبيق لمعالجة ندرة موارد مياه الشرب؛ ومع ذلك، فإن الطرق التقليدية مثل التقطير ومعالجة الأغشية غالبًا ما تكون مكلفة.
يعد تسريع اقتصاد الطاقة المعتمد على الهيدروجين أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الحياد الكربوني وذروة انبعاثات الكربون. وتماشيا مع ذلك، تؤكد "خطة عمل ذروة الكربون بحلول عام 2030" الصادرة عن مجلس الدولة على ضرورة التركيز على إنتاج الهيدروجين بالطاقة المتجددة منخفض التكلفة والابتكار التكنولوجي. كما يسلط الضوء على أهمية تسريع البحث والتطوير وتطبيقات تكنولوجيا الهيدروجين في مختلف القطاعات مثل الصناعة والنقل والبناء.
تختلف مياه البحر بشكل كبير عن المياه العذبة، حيث تشكل حوالي 96.5% من مياه الأرض وتحتوي على خليط معقد من 92 مادة كيميائية وعنصر. تبلغ ملوحة مياه البحر حوالي 35 وحدة بوحدة (35‰)، وتشكل أيونات الصوديوم والمغنيسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم والكلور والكبريتات أكثر من 99% من إجمالي محتوى الملح. يواجه إنتاج الهيدروجين من مياه البحر تحديات بسبب وجود العديد من الأيونات والكائنات الحية الدقيقة والجسيمات، مما قد يؤدي إلى مشكلات مثل المنافسة في التفاعلات الضارة، وتعطيل المحفز، وتلوث الأغشية.
تم تطوير نهجين تكنولوجيين متميزين لإنتاج الهيدروجين من مياه البحر: الإنتاج المباشر والإنتاج غير المباشر. يتضمن الإنتاج المباشر التحليل الكهربائي أو التحلل الضوئي للماء. وتشارك المؤسسات البحثية الرائدة في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك الأكاديمية الصينية للعلوم، والمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي، وجامعة توهوكو اليابانية للتكنولوجيا، وجامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية، ومجلس البحوث العلمية والصناعية الهندي، وجامعة هيوستن، بنشاط في الأبحاث المباشرة. أبحاث إنتاج الهيدروجين ومن ناحية أخرى، يجمع الإنتاج غير المباشر بين تقنيات تحلية مياه البحر وعمليات التحلل المائي مثل التحليل الكهربائي والتحليل الضوئي والتحلل الحراري.
في الوقت الحالي، يتم إنتاج أكثر من 90% من الهيدروجين في العالم من مصادر الطاقة المعتمدة على الكربون، مثل الفحم والغاز الطبيعي. ومع ذلك، هناك اهتمام متزايد بإنتاج الهيدروجين المعتمد على الماء، مع الأخذ في الاعتبار الآثار المستقبلية لحياد الكربون وندرة موارد المياه العذبة. تحمل "تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي المباشر لمياه البحر دون تحلية" أهمية نظرية وتكنولوجية واستراتيجية هائلة.
في يوليو من هذا العام، أعلن معهد نينغبو لتكنولوجيا وهندسة المواد، التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، عن تطور رائد في إنتاج الهيدروجين من مياه البحر من خلال التحليل الكهربائي ذي درجة الحرارة المرتفعة باستخدام خلية وقود أكسيد صلبة أنبوبية مسطحة. وحقق فريق البحث كفاءة مذهلة في تحويل الطاقة بنسبة 72.47% دون الحاجة إلى محفزات معدنية نبيلة. أظهرت التجارب طويلة المدى تغيرات طفيفة في بنية الخلية وتكوينها وأدائها، في حين بقي جهد التحليل الكهربائي أقل بكثير من جهد الخلايا في درجة حرارة الغرفة.
أجرى الباحثون التحليل الكهربائي عند درجة حرارة 750 درجة عن طريق تمرير الهيدروجين، الذي يعمل كغاز حامل، من خلال خلية التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب التي تحتوي على مياه البحر المتطايرة والمحمولة من المياه الساحلية لمدينة نينغبو. ومن خلال تسخين مياه البحر وتبخيرها مسبقًا، تم منع معظم الشوائب من الاتصال المباشر بالمحلل الكهربائي، مما يقلل من خطر التلف.
اتصال:
إذا كان لديك أي أسئلة، فلا تتردد في الاتصال بنا. ساعات العمل: من 8:30 صباحاً إلى 17:30 مساءً
بريد إلكتروني:zhangjixia@bjygti.com
