کاتالیزور برای تولید کارآمدتر هیدروژن سبز – ScienceDaily

[ad_1]

بحران آب و هوا مستلزم افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی است، اما با در دسترس بودن دوره ای، ذخیره انرژی مقیاس پذیر یک چالش است.

هیدروژن – به ویژه هیدروژن سبز بدون کربن – به عنوان یک منبع انرژی پاک امیدوار کننده و گزینه ای برای ذخیره انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و باد در حال ظهور است. انتشار کربن به اتمسفر اضافه نمی کند، اما در حال حاضر ایجاد آن گران و پیچیده است.

یکی از راه های تولید هیدروژن سبز، جداسازی الکتروشیمیایی آب است. این فرآیند شامل عبور جریان الکتریسیته از آب در حضور کاتالیزورها (افزایش دهنده‌های واکنش) برای تولید هیدروژن و اکسیژن است.

محققان موسسه فناوری جورجیا و موسسه تحقیقات فناوری جورجیا (GTRI) فرآیند و ماده جدیدی را برای جداسازی آب ایجاد کرده‌اند که کارایی تولید هیدروژن سبز را به حداکثر می‌رساند و آن را به گزینه‌ای مقرون به صرفه و مقرون به صرفه برای شرکای صنعتی تبدیل می‌کند که به دنبال تبدیل هیدروژن سبز هستند. برای ذخیره انرژی های تجدیدپذیر به جای تولید هیدروژن معمولی با کربن از گاز طبیعی.

یافته‌های جورجیا تک زمانی به دست می‌آیند که کارشناسان آب و هوا توافق می‌کنند که هیدروژن برای بخش‌های صنعتی پیشرو در جهان برای دستیابی به اهداف انتشار خالص صفر آنها بسیار مهم است. تابستان گذشته، دولت بایدن هدف خود را کاهش 80 درصدی قیمت هیدروژن خالص در یک دهه قرار داد. ابتکاری وزارت انرژی که به آن Hydrogen Shot گفته می شود، به دنبال کاهش قیمت هیدروژن خالص یا سبز به 1 دلار در هر کیلوگرم تا سال 2030 است.

دانشمندان امیدوارند گاز طبیعی و زغال سنگ را که در حال حاضر برای ذخیره الکتریسیته اضافی در سطح شبکه استفاده می شود، با هیدروژن سبز جایگزین کنند، زیرا به انتشار کربن کمک نمی کند و آن را به وسیله ای سازگارتر با محیط زیست برای ذخیره برق از منابع تجدیدپذیر تبدیل می کند. تمرکز تحقیقات آنها الکترولیز یا فرآیند استفاده از الکتریسیته برای جداسازی آب به هیدروژن و اکسیژن است.

مواد ارزان تر، بادوام تر

تیم تحقیقاتی جورجیا تک امیدوار است با استفاده از مواد هیبریدی برای الکتروکاتالیست، هیدروژن سبز را ارزان‌تر و بادوام‌تر کند. امروزه، این فرآیند به اجزای فلزات گرانبها مانند پلاتین و ایریدیوم، کاتالیزورهای ارجح برای تولید هیدروژن توسط الکترولیز در مقیاس بزرگ، متکی است. این عناصر گران و کمیاب هستند که فرآیند جایگزینی گاز با انرژی مبتنی بر هیدروژن را متوقف کردند. به گفته شرکت تحقیقات بازار Wood Mackenzie، در واقع، هیدروژن سبز کمتر از 1٪ از تولید سالانه هیدروژن در سال 2020 را تشکیل می دهد که عمدتاً به دلیل این هزینه است.

سئونگ وو لی، محقق ارشد این مطالعه، دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک جورج دبلیو وودراف و کارشناس ذخیره انرژی الکتروشیمیایی می‌گوید: «کار ما استفاده از این فلزات گرانبها را با افزایش فعالیت و قابلیت استفاده کاهش می‌دهد. و سیستم ها برای تبدیل.

در مطالعات منتشر شده در مجلات کاتالیز کاربردی B: محیط زیست و انرژی و علوم محیطیلی و تیمش برهمکنش‌های بین نانوذرات فلزی و اکسید فلزی را برای حمایت از طراحی کاتالیزورهای هیبریدی بسیار کارآمد برجسته کردند.

لی گفت: «ما کلاس جدیدی از کاتالیزور را طراحی کردیم که در آن بستر اکسیدی بهتری یافتیم که کمتر از عناصر نجیب استفاده می‌کند. این کاتالیزورهای هیبریدی عملکرد بسیار خوبی برای اکسیژن و هیدروژن (جداسازی) از خود نشان داده اند.

آنالیز در مقیاس نانومتری

کار آنها متکی به محاسبات و مدل‌سازی توسط یک شریک تحقیقاتی، موسسه کره‌ای برای تحقیقات انرژی، و اندازه‌گیری‌های اشعه ایکس از دانشگاه ملی کیونگ‌پوک و دانشگاه ایالتی اورگان بود که از سنکروترون کشور، یک پرتو ایکس فوق‌العاده به اندازه فوتبال استفاده می‌کرد. رشته.

لی توضیح داد: با استفاده از اشعه ایکس، می‌توانیم تغییرات ساختاری کاتالیزور را در طول فرآیند جداسازی آب در مقیاس نانومتری مشاهده کنیم. ما می توانیم وضعیت اکسیداسیون یا پیکربندی اتمی آنها را تحت شرایط عملیاتی مطالعه کنیم.

Jinho Park، محقق GTRI و محقق اصلی تحقیقات، گفت: این مطالعه می تواند به کاهش مانع هزینه تجهیزات مورد استفاده در تولید هیدروژن سبز کمک کند. علاوه بر توسعه کاتالیزورهای هیبریدی، محققان توانایی کنترل شکل کاتالیزورها و همچنین برهمکنش فلزات را به خوبی تنظیم کرده اند. اولویت های اصلی کاهش استفاده از کاتالیست در سیستم و در عین حال افزایش دوام آن بود، زیرا کاتالیست بخش عمده ای از هزینه تجهیزات را تشکیل می دهد.

او گفت: «ما می‌خواهیم از این کاتالیزور برای مدت طولانی بدون به خطر انداختن عملکرد آن استفاده کنیم. “تحقیق ما نه تنها بر ایجاد کاتالیزور جدید، بلکه بر درک مکانیک واکنش پشت آن متمرکز است. پارک گفت: ما معتقدیم که تلاش‌های ما به حمایت از درک اساسی واکنش جداسازی آب در کاتالیزورها کمک می‌کند و اطلاعات قابل توجهی را در اختیار سایر محققان در این زمینه قرار می‌دهد.

شکل کاتالیزور مهم است

به گفته پارک، یک یافته کلیدی، نقش شکل کاتالیزور در تولید هیدروژن است. وی گفت: “ساختار سطحی کاتالیزور برای تعیین اینکه آیا برای تولید هیدروژن بهینه شده است یا نه بسیار مهم است. به همین دلیل ما در تلاش هستیم تا شکل کاتالیزور و همچنین تعامل بین فلزات و مواد زیرلایه را کنترل کنیم.”

پارک گفت که برخی از کاربردهای کلیدی که می‌توانند در ابتدا مفید باشند عبارتند از: نیروگاه‌های هیدروژنی برای وسایل نقلیه الکتریکی سلول‌سوختی، که امروزه فقط در کالیفرنیا کار می‌کنند، و ریزشبکه‌ها، یک رویکرد جدید جامعه برای طراحی و راه‌اندازی شبکه‌های برق. منابع قدرت.

در حالی که تحقیقات بر روی XYZ در حال انجام است، تیم در حال حاضر با شرکای خود برای مطالعه مواد جدید برای تولید هیدروژن کارآمد با استفاده از هوش مصنوعی (AI) کار می کند.

[ad_2]

https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir