هیدروژن ۲۰ درصد ارزان‌تر شد!

پژوهشگران با رونمایی از فناوری جدید غشای فوق‌نازک در پیل‌های سوختی هیدروژنی، چشم‌انداز انرژی‌های پاک را متحول کرده‌اند. این نوآوری با کاهش چشمگیر هزینه‌ها و تأثیرات زیست‌محیطی، گامی بلند در رقابت جهانی برای دستیابی به راهکار‌های پایدار انرژی تلقی می‌شود.

به گزارش sustainability-times در خط مقدم نوآوری‌های حوزه انرژی پاک، پژوهشگران نروژی موفق به توسعه فناوری انقلابی در ساخت غشا‌های فوق‌نازک برای پیل‌های سوختی هیدروژنی شده‌اند. این فناوری پیشرفته، نه تنها بهره‌وری پیل‌های سوختی را افزایش می‌دهد، بلکه هزینه تولید آنها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و زمینه را برای استفاده گسترده‌تر از انرژی‌های تجدیدپذیر فراهم می‌کند.

این دستاورد مهم، که توسط تیم پژوهشی برجسته مؤسسه SINTEF حاصل شده، می‌تواند استفاده از پیل‌های سوختی هیدروژنی را به‌عنوان جایگزینی برای موتور‌های الکتریکی و سیستم‌های سوخت فسیلی تسهیل کند. در ادامه، به بررسی علمی این نوآوری و پیامد‌های آن در صنعت حمل‌ونقل و آینده انرژی پاک خواهیم پرداخت.

فناوری علمی پشت غشای فوق‌نازک

در قلب این پیشرفت توسعه غشایی فوق‌نازک با ضخامت تنها ۰.۰۰۰۴ اینچ قرار دارد؛ رقمی که نشان‌دهنده کاهش ۳۳ درصدی ضخامت نسبت به استاندارد‌های پیشین است. در این پروژه، تمرکز پژوهشگران مؤسسه SINTEF بر کاهش هزینه‌ها و کاهش اثرات زیست‌محیطی مرتبط با پیل‌های سوختی معطوف بود، چرا که غشا و کاتالیست همواره از پرهزینه‌ترین اجزای این سامانه‌ها محسوب می‌شوند.

جالب آنکه کاهش ضخامت غشا نه‌تنها منجر به افت عملکرد نشد، بلکه کارایی سیستم را افزایش داد. این موفقیت به‌واسطه تمرکز بر مقاومت بین‌سطحی (interfacial resistance) به‌جای مقاومت توده‌ای (bulk resistance) حاصل شد، چرا که در این مقیاس نازک، مقاومت توده‌ای دیگر تأثیر قابل‌توجهی ندارد. این کاهش در مصرف مواد اولیه به‌طور مستقیم منجر به کاهش چشمگیر هزینه‌های تولید شده و افق‌های جدیدی را برای تولید انبوه پیل‌های سوختی پایدار گشوده است.

افزایش کارایی بدون فدا کردن کیفیت

یکی از ویژگی‌های حیرت‌انگیز این فناوری جدید، توانایی آن در حفظ عملکرد بالا بدون فدا کردن کیفیت است. کاهش ضخامت غشا با تکیه بر اصول علمی مهندسی سطح، هیچ‌گونه افتی در بهره‌وری ایجاد نکرد. همین موضوع باعث شده که هزینه تولید غشا تا ۲۰ درصد کاهش یابد.

علاوه بر این، در ساختار جدید، استفاده از مواد شیمیایی خطرناک موسوم به PFAS که به‌عنوان آلاینده‌های پایدار شناخته می‌شوند، ۳۳ درصد کاهش یافته است. این مواد به دلیل ماندگاری بالا در محیط‌زیست، نگرانی‌های زیادی را در سطح جهانی برانگیخته‌اند و کاهش استفاده از آنها گامی مهم در راستای پایداری محیطی به‌شمار می‌رود.

کاهش چشمگیر استفاده از پلاتین

یکی دیگر از دستاورد‌های مهم این پروژه، کاهش ۶۲.۵ درصدی در مصرف پلاتین بوده است؛ فلزی نایاب و بسیار گران‌قیمت که نقش حیاتی در عملکرد پیل‌های سوختی ایفا می‌کند. این دستاورد از طریق بهینه‌سازی چیدمان ذرات پلاتین حاصل شده است، به‌گونه‌ای که توان تولید برق مورد نیاز با کمترین میزان مصرف این فلز تضمین شده است.

این نوآوری نه‌تنها از لحاظ اقتصادی حائز اهمیت است، بلکه به‌طور مستقیم به چالش جهانی تأمین منابع کمیاب پاسخ می‌دهد و راه را برای توسعه فناوری‌های پایدار و مقرون‌به‌صرفه هموار می‌سازد.

چالش‌ها و فرصت‌های پیش‌رو

هرچند توسعه این فناوری نویدبخش آینده‌ای پاک‌تر است، اما برای بهره‌برداری گسترده و صنعتی از آن، چالش‌هایی نظیر مقیاس‌پذیری، تولید انبوه و ادغام در زیرساخت‌های موجود باید مورد توجه قرار گیرد. با این حال، مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی حاصل از این فناوری، چنان چشمگیر است که می‌تواند محرک قوی برای سرمایه‌گذاری‌ها و سیاست‌گذاری‌های کلان در حوزه انرژی پاک باشد.

این نوآوری، در کنار کاهش قابل‌توجه اثرات زیست‌محیطی ناشی از تولید انرژی، می‌تواند نقطه عطفی برای توسعه اقتصاد سبز نیز باشد. با پایین آوردن موانع هزینه‌ای برای استفاده از پیل‌های سوختی، صنایع مختلف می‌توانند به‌سمت فناوری‌های پاک‌تر حرکت کنند و نقشی مؤثر در کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای ایفا نمایند.

آینده چگونه رقم خواهد خورد؟

سؤال اصلی این است که صنایع و دولت‌ها چگونه می‌توانند با همکاری یکدیگر، مسیر پیاده‌سازی و گسترش این فناوری را هموار کنند؟ آینده انرژی پاک به نوآوری‌هایی از این دست وابسته است و موفقیت آنها مستلزم برنامه‌ریزی هوشمندانه، حمایت مالی و زیرساختی، و ترویج استفاده از فناوری‌های نوین در سطح بین‌المللی خواهد بود.

انتهای پیام/