ذخیره هیدروژن در زغال سنگ به اقتصاد انرژی پاک کمک کند

به گزارش می‌متالز، زغال سنگ به طور کلی به عنوان یک منبع سوخت پاک در نظر گرفته نمی‌شود، اما هنوز ممکن است نقشی در فشار برای انرژی سبزتر ایفا کند. محققان می‌گویند که این می‌تواند یک ماده عالی برای ذخیره گاز هیدروژن باشد، که یکی از امیدوارکننده‌ترین منابع سوخت پاک در حال حاضر در حال بررسی است.

هیچ شکی وجود ندارد که هیدروژن به عنوان منبع انرژی پاک آینده بسیار نویدبخش است (حتی اگر برخی از مسائل بالقوه را مطرح کند). به هر حال، وقتی به عنوان سوخت استفاده می‌شود، تنها خروجی آن آب است. با این حال، آنچه در مورد استفاده از آن به عنوان یک سوال برجسته باقی می‌ماند نحوه ذخیره آن است. هیدروژن بسیار قابل اشتعال است و یافتن راه‌هایی برای مهار ایمن آن برای محققان یک چالش کاملاً چالش برانگیز است.

ما شاهد تلاش‌هایی بوده‌ایم که ممکن است منجر به مهار گاز در پودرها، خمیرها، کارتریج‌ها شود، اما در این مرحله، راه‌حل‌های ذخیره‌سازی هیدروژن هنوز بیشتر در قلمرو تئوری هستند تا عمل. افزودن به دسته اول ایده شگفت انگیزی از سوی محققان در ایالت پن است که پیشنهاد می‌کنند از زغال سنگ – بله زغال سنگ – به عنوان باتری‌هایی که می‌تواند حاوی هیدروژن باشد استفاده شود.

شناخته شده است که زغال سنگ در ذخیره گاز متان خوب است، زیرا از طریق فرآیندی به نام جذب به مواد می‌چسبد. به گفته محققان، این کیفیت زغال سنگ به هیدروژن نیز تبدیل می‌شود.

برای آزمایش این تئوری، تیم تحقیقاتی تجهیزات ویژه‌ای برای تولید فشار ساخت تا هیدروژن را به زغال سنگ وارد کند.

شیمین لیو، دانشیار مهندسی انرژی و معدنی در ایالت پن، گفت: ما یک طراحی بسیار بدیع و بسیار چالش برانگیز انجام دادیم. سال‌ها طول کشید تا بفهمیم چگونه این کار را به درستی انجام دهیم. ما باید بر اساس تجربه قبلی خود در مورد زغال سنگ و شیل، یک سیستم آزمایش، آزمون و خطا را به درستی طراحی می‌کردیم.

در تجزیه و تحلیل هشت نوع مختلف زغال سنگ از سراسر ایالات متحده، محققان دریافتند که این ماده در واقع در ذخیره سازی هیدروژن فوق العاده خوب است. بهترین این دسته زغال سنگ قیری با فرار کم در ویرجینیا و زغال سنگ آنتراسیت از پنسیلوانیا بود. ویژگی به دام انداختن گاز زغال سنگ بر اساس ترکیب منحصر به فرد آن است.

لیو گفت: بسیاری از مردم زغال سنگ را به عنوان سنگ تعریف می‌کنند، اما این واقعاً یک پلیمر است. این ماده دارای محتوای کربن بالا با منافذ کوچک زیادی است که می‌تواند گاز بسیار بیشتری را ذخیره کند؛ بنابراین زغال سنگ مانند یک اسفنج است که می‌تواند مولکول‌های هیدروژن بسیار بیشتری را در مقایسه با سایر مواد غیر کربنی در خود نگه دارد.

تحقیقات بیشتر در مورد ایده زغال سنگ به عنوان یک ظرف هیدروژن عمیق‌تر خواهد شد، زیرا محققان نفوذپذیری و انتشار مواد را بررسی می‌کنند. این به آن‌ها کمک می‌کند بفهمند که با چه سرعتی هیدروژن می‌تواند به داخل و خارج از انواع مختلف زغال‌سنگ پمپ شود، که به نوبه خود می‌تواند به «باتری‌های هیدروژنی» کارآمد مبتنی بر زغال سنگ منجر شود. لیو همچنین خاطرنشان می‌کند که این تحقیق می‌تواند به جوامعی که به شدت از دور شدن از زغال سنگ آسیب دیده‌اند، امیدوار کند.

وی گفت: در انتقال انرژی، این جوامع واقعاً زغال سنگ هستند که از نظر اقتصادی بیشترین تأثیر را داشته اند. این قطعا فرصتی برای تغییر کاربری منطقه زغال سنگ است. آن‌ها قبلاً دارای تخصص هستند - مهندس انرژی و مهارت. اگر بتوانیم زیرساختی بسازیم و فرصت‌های اقتصادی آن‌ها را تغییر دهیم - فکر می‌کنم این چیزی است که باید در نظر بگیریم.

این تحقیق در مجله Applied Energy منتشر شده است.

منبع: خبرگزاری علم و فناوری