چاپ

سرزمين ايرانيان- هيدروژن به عنوان يکي از اميدوارکننده‌ترين منابع انرژي پاک محسوب مي‌شود. اهميت اين گاز به اندازه‌اي است که آن را سوخت قرن آينده مي‌دانند. هيدروژن که راندمان احتراق بالايي دارد، براي سوختن تنها به اکسيژن نيازمند بوده و تک محصول آن آب است. لذا زماني که به عنوان سوخت در موتورها استفاده شود، آلايندگي نداشته و مي‌تواند مقدار گاز گلخانه‌اي را کاهش دهد.

با وجود تمامي مزاياي ذکر شده، به منظور استفاده از هيدروژن به عنوان سوخت محدوديت‌هايي در مراحل توليد، ذخيره‌سازي و انتقال آن وجود دارد که در اين راستا محققان دانشگاه گيلان راهکاري را ارائه دادند.

دکتر محمدحسن لقماني، عضو هيأت علمي دانشگاه گيلان توليد گاز هيدروژن را از دو منبع فسيلي (اکسايش جزئي نفت سنگين، فرايند رفورمينگ گاز طبيعي) و غير فسيلي دانست و گفت: اما منابع فسيلي محدود و تجديدناپذيرند و با اين وجود درحال حاضر ٩٨ درصد از کل هيدروژن توليد شده در جهان از سوخت‌هاي فسيلي به دست مي‌آيد.

وي از اجراي طرحي در اين زمينه با هدف توليد درجاي گاز هيدروژن از منبع غيرفسيلي خبر داد و افزود: براي دستيابي به اين هدف نانوذرات مس-آهن بر پايه بور سنتز شدند تا با توجه به فعاليت کاتاليزوري خوب بتوان از آنها در فرايند هيدروليز کاتاليزوري سديم بوروهيدريد به منظور توليد هيدروژن به عنوان کاتاليست استفاده کرد.

لقماني با تاکيد بر اينکه نانوذرات مس-آهن داراي قيمت ارزان بوده و روش تهيه آن ساده ‌است، خاطرنشان کرد: طبق نتايج به دست آمده در حضور نانوکاتاليست‌هاي سنتز شده، بازده توليد گاز هيدروژن افزايش بسيار چشمگيري داشته است. همچنين بعد از اتمام فرايند، تغييري در ساختار فازي نانوکاتاليست‌ها ايجاد نشده و حتي بعد از چهار مرحله استفاده همچنان 80 درصد توانايي اوليه‌ خود را حفظ مي‌کنند.

عضو هيات علمي دانشگاه گيلان اضافه کرد: تقريباً اکثر روش‌هاي وابسته به منابع غير فسيلي مانند روش‌هاي فتوالکتروشيميايي، بيوشيميايي و برق‌کافت آب نيازمند مصرف نوع ديگري از انرژي مانند برق، گرما و نور جهت توليد گاز هيدروژن هستند. بنابراين ضمن در نظر گرفتن منبع غيرفسيلي استفاده از حداقل انرژي جهت توليد بهينه و ملايم بودن شرايط توليد گاز بايد لحاظ شود.

اين محقق با بيان اينکه در اين طرح با استفاده از نانوکاتاليست‌هاي سنتز شده توليد گاز هيدروژن در دماي اتاق و با راندمان بالا محقق شد، ادامه داد: استفاده از گاز هيدروژن محدود به پالايشگاه‌ها و صنايع عظيم پتروشيمي نيست، بلکه از اين گاز در صنايع غذايي، تهيه پلاستيک، پلي استر و نايلون، فرآيند هيدروژنه کردن روغن‌هاي خوراکي، در نيروگاه‌هاي برق به عنوان خنک کننده‌ ژنراتورها، فرايند توليد آمونياک، مواد شوينده، داروسازي‌ها و صنايع چسب نيز کاربرد دارد.

به گفته وي در اين طرح اثر عوامل پايدارساز مختلف با نسبت‌هاي مولي متفاوت، بر اندازه و ساختار نانوذرات مس-آهن و همچنين فعاليت کاتاليزوري آن مورد بررسي قرار گرفت.

لقماني اثر دما بر اندازه‌ نانوذرات را از ديگر موارد بررسي شده در اين طرح نام برد و گفت: در ادامه اين کاتاليست‌ها در فرايند هيدروليز سديم بوروهيدريد و توليد گاز هيدروژن استفاده شده و پايداري نانوکاتاليست‌ها بعد از پايان فرايند توليد گاز هيدروژن مورد بررسي قرار گرفت، ضمن آنکه از آزمون‌هاي XRD, FE-SEM, TEM, BET و ICP جهت بررسي نتايج قسمت‌هاي مختلف استفاده شده است.

وي خاطرنشان کرد: سديم بوروهيدريد حدود 10 درصد وزني خود، داراي ذخيره‌ هيدروژن است؛ اين ماده در شرايط بي‌اثر تا دماي 450 درجه سانتيگراد پايدار است، اما در حضور يک حلال پروتوني (آب و متانول) به طور پيوسته از طريق مکانيسم حلال‌پوشي گاز هيدروژن توليد مي‌کند.

به گفته وي واکنش هيدروليز (آبکافت) سديم بوروهيدريد يک واکنش گرمازاست و بعد از آزادسازي هيدروژن ‌ماده‌ بوراکس توليد مي‌شود. بوراکس يک ماده‌ افزودني صابون و عوامل شوينده و نسبتاً غيرسمي است و اين ماده همچنين مي‌تواند با جذب هيدروژن توسط روش‌هاي متفاوت، مجددا سوخت بوروهيدريد توليد کند.

نتايج اين تحقيق که حاصل همکاري دکتر محمدحسن لقماني و پروفسور عبدالله فلاح شجاعي از اعضاي هيأت علمي دانشگاه گيلان و مرتضي خاکزاد دانش‌آموخته‌ کارشناسي ارشد شيمي معدني دانشگاه گيلان است، در مجله‌ Energy با ضريب تأثير 4.529 منتشر شد.