تولید انرژی هیدروژن یک فرآیند امیدوارکننده برای تولید انرژی پاک است که هیچ محصول جانبی مضری تولید نمی کند و فقط بخار آب باقی می ماند.
سلول های سوختی هیدروژنی با استفاده از غشاهای نیمه تراوا الکتریسیته تولید می کنند. با این حال، این باتری ها به طور سنتی با مواد شیمیایی طولانی مدت، گران قیمت و مضر برای محیط زیست ساخته می شوند که بسیار سمی و سرطان زا هستند.
استفاده از ضایعات پر مرغ
محققان ETH زوریخ و دانشگاه فناوری نانیانگ (NTU) در سنگاپور روش جدیدی برای تولید این غشاها از ضایعات پر مرغ یافتهاند.
آنها روشی را برای استخراج پروتئین کراتین از این پرها و تبدیل آن به الیاف بسیار ظریفی به نام فیبریل های آمیلوئید به روشی سازگار با محیط زیست ابداع کرده اند. سپس از این فیبریل های کراتین برای تامین انرژی غشای سلول سوختی استفاده می شود.
بیشتر بخوانید:
رافائل مزنگا، کارشناس مواد غذایی و مواد نرم در ETH زوریخ، میگوید: «من سالها روی روشهای مختلفی که میتوانیم از ضایعات مواد غذایی برای سیستمهای انرژی تجدیدپذیر استفاده کنیم، تحقیق کردهام. آخرین ابتکار ما یک چرخه را تعریف می کند. تاکنون ماده ای مصرف کرده ایم که در هنگام سوختن حاوی کربن است دی قبلا اکسیدها و گازهای سمی آزاد می کرد و ما در موقعیت های مختلف از آن استفاده می کردیم، اما اکنون با فناوری جدید ما نه تنها مواد سمی تولید نمی کند، بلکه انتشار کربن نیز دارد. دی ما همچنین از اکسیداسیون جلوگیری می کنیم و کل چرخه ردپای کربن را کاهش می دهیم.
لازم به ذکر است که سالانه حدود 40 میلیون تن پر مرغ سوزانده می شود. همچنین انتشار CO2 قابل توجهی وجود دارد دی اکسیدی که منجر به تشکیل گازهای خطرناکی مانند گوگرد می شود دی اکسید می شود.
استفاده از پرهای مرغ در تولید برق هیدروژنی روشی موثر و کارآمد برای مقابله با این ضایعات صنعت طیور خواهد بود و همچنین می تواند از فرآیند تجزیه آب پشتیبانی کند.
مازنگا میگوید: «هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است، اما متأسفانه در زمین نه، و تقسیم آب، که الکترولیز نیز نامیده میشود، میتواند هیدروژن تولید کند».
برای الکترولیز مفید است
الکترولیز یک فرآیند شیمیایی است که از جریان الکتریکی برای ایجاد یک واکنش شیمیایی غیر خود به خودی استفاده می کند. این شامل تجزیه یک ترکیب به اجزای آن یا یونها با عبور جریان الکتریکی از یک الکترولیت است که محلولی رسانای الکتریکی است.
الکترولیز بر اساس اصول الکتروشیمیایی کار می کند. هنگامی که جریان الکتریکی از الکترولیت عبور می کند، یون های مثبت (کاتیون ها) به سمت الکترود منفی (کاتد) و یون های منفی (آنیون ها) به سمت الکترود مثبت (آند) حرکت می کنند. این حرکت یونی منجر به واکنش های شیمیایی در الکترودها می شود.
افزودن اسیدها اغلب در طول الکترولیز ضروری است زیرا آب خالص رسانایی کافی برای این روش ندارد. با این حال، این غشای جدید برای پروتون ها نفوذپذیر است و اجازه حرکت ذرات بین آند و کاتد را می دهد که برای تقسیم کارآمد آب حتی در آب خالص ضروری است.
گام بعدی محققان ارزیابی پایداری و دوام غشای کراتینه و انجام اصلاحات در صورت لزوم است.
تیم تحقیقاتی قبلاً یک درخواست ثبت اختراع مشترک برای این غشا ارائه کرده است و اکنون به دنبال شرکت ها یا سرمایه گذارانی برای کمک به توسعه، توسعه و تجاری سازی بیشتر این فناوری است.
۵۸۵۸