ما هي التقنيات الهامة للطاقة الهيدروجينية؟
تحتوي سلسلة صناعة الطاقة الهيدروجينية على أربعة روابط رئيسية ، وهي إنتاج الهيدروجين وتخزين الهيدروجين ومحطات التزود بالوقود بالهيدروجين وخلايا الوقود.
هل تعرف أي رابط يمثل النقطة الأساسية في هذه المرحلة ويتطلب معظم المدخلات الفنية؟ اسمع ، سأخبرك الجواب.
في الواقع ، في 2018-2020 ، تركزت معظم المشاريع الرئيسية في صناعة طاقة الهيدروجين على خلايا وقود الهيدروجين ، وهو ما يمثل 51.9٪.
ومع ذلك ، منذ عام 2021 ، زادت الدولة البحث والتطوير في مجال إنتاج الهيدروجين وتكنولوجيا تخزين الهيدروجين ، وزادت نسبة مشاريع البحث والتطوير بشكل كبير.
بدأ إنتاج الهيدروجين وتخزين الهيدروجين وخلايا الوقود على قدم المساواة ، حيث تمثل الروابط الرئيسية الثلاثة 32 ٪.
وذلك لأن استخدام خلايا وقود الهيدروجين لا ينفصل عن إنتاج الهيدروجين وتخزين الهيدروجين. خلايا الوقود هي تطبيقات ، وإنتاج الهيدروجين وتخزينه هي الأساس. فقط عندما يكون الأساس صلبًا يمكن أن تتطور التطبيقات بشكل أفضل.
بالحديث عن هذا ، ما هي التقنيات المهمة لإنتاج الهيدروجين؟
في الواقع ، يجب ذكر التكنولوجيا الرئيسية المستخدمة في إنتاج الهيدروجين - تقنية امتصاص تأرجح الضغط (PSA) للغاز المختلط
المبدأ الأساسي هو: امتزاز الغازات بواسطة الممتزات انتقائي ، أي أن قدرة امتصاص الغازات المختلفة على الممتزات مختلفة ، وقدرة امتصاص غاز معين على الممتزات تختلف باختلاف الضغط. تتيح الخصائص المتغيرة فصل مخاليط الغاز وتجديد المواد الماصة.
ببساطة ، يتم وضع الغاز المحتوي على الهيدروجين في وحدة PSA ، وإزالة الشوائب غير الهيدروجين ، واستخراج الهيدروجين عالي النقاء.
أعتقد أن بعض الناس سيسألون ، لكن هذا استخراج الهيدروجين وليس إنتاج الهيدروجين ، وهو يختلف عما قلته من قبل؟
نعم ، يمكن لـ PSA تنقية الهيدروجين فقط ، وليس الهيدروجين ، ولكن السبب في تركيزها عليه هو أن معظم طرق إنتاج الهيدروجين الحالية لا يمكنها إنتاج هيدروجين عالي النقاء ، وفي النهاية يلزم PSA للخطوة النهائية للتنقية. غني عن القول.
إذن ، ألا توجد طريقة لصنع هيدروجين عالي النقاء دفعة واحدة؟
في الواقع ، هناك ، أي التحليل الكهربائي للهيدروجين ، وهذه تقنية مهمة أخرى لإنتاج الهيدروجين التي نناقشها اليوم.
يعني ما يسمى بالتحليل الكهربائي للماء لإنتاج الهيدروجين أنه تحت تأثير التيار المباشر ، يتم فصل جزيئات الماء إلى الهيدروجين والأكسجين من خلال عملية كهروكيميائية ، والتي يتم فصلها عند الكاثود والأنود على التوالي ، ثم الهيدروجين بنقاوة قدرها يمكن الحصول على ما يصل إلى 99.99٪ مباشرة.
علاوة على ذلك ، يعتبر التحليل الكهربائي لتقنية إنتاج الهيدروجين المائي أيضًا التكنولوجيا الأساسية الرئيسية لإنتاج الهيدروجين للطاقة المتجددة الخضراء ، لأنه سواء كان إنتاج الهيدروجين للطاقة الأحفورية أو إنتاج الهيدروجين الصناعي ، فإن تقنيات إنتاج الهيدروجين السائدة هذه ستنتج انبعاثات الكربون في عملية الإنتاج. ، حماية البيئة السيئة.
يمكن أن يؤدي استخدام الهيدروجين الإلكتروليتي للطاقة المتجددة دوره الحقيقي كطاقة خضراء ونظيفة.
وفقًا لهذا البيان ، يجب استخدام تقنية الهيدروجين الإلكتروليتي في جميع أنحاء العالم ، أليس كذلك؟
ولكن العكس هو الصحيح. اليوم ، يتم إنتاج أكثر من 95٪ من الهيدروجين في العالم من الوقود الأحفوري ، ويتم الحصول على حوالي 4٪ فقط من خلال التحليل الكهربائي للماء.
إذن لماذا يصعب تحويل الهيدروجين الإلكتروليتي ، الذي من الواضح أنه أكثر صداقة للبيئة والأخضر ، إلى أن يصبح هو السائد؟
في الواقع ، السبب بسيط للغاية ، وهو التكلفة العالية والتكنولوجيا غير الناضجة.
في الوقت الحاضر ، هناك ثلاث طرق إنتاج رئيسية لتقنية إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للماء ، وهي خلية التحليل الكهربائي للماء القلوي ، وخلية التحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون وخلية التحليل الكهربائي للماء بأكسيد صلب. الطريقة الأولى باهظة الثمن ، والطريقتان الثانية والثالثة هي أن التكنولوجيا بدأت للتو وغير ناضجة.
لكن هذا الوضع ليس من الصعب تغييره. إنتاج الهيدروجين من الطاقة المتجددة هو اتجاه التطوير المستقبلي لطاقة الهيدروجين.