کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن سبز با توسعه فناوری

الکترولیز آب نوعی دستگاه است که با تجزیه آب و با استفاده از برق تامین‌شده از انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، گاز هیدروژن و اکسیژن را با خلوص بالا تولید می‌کند.

فناوری تولید هیدروژن سبز که این گاز را بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی یا انتشار دی‌اکسید کربن تولید می‌کند،در سال‌های اخیر اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است.با این حال به دلیل هزینه بالای تولید دستگاه های الکترولیز آب که هیدروژن سبز تولید می کنند همراه با استفاده از فلزات کمیاب ایریدیم و پلاتین،باعث شد که ساخت این گاز صرفه اقتصادی نداشته باشد.این در حالی است که به گفته گروهی از محققان، فناوری‌های جدید توسعه یافته استفاده از این فلزات را به میزان زیادی کاهش داده و باعث صرفه جویی در هزینه‌ها شده است.الکترولیز آب نوعی دستگاه است که با تجزیه آب و با استفاده از برق تامین‌شده از انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی،گاز هیدروژن و اکسیژن را با خلوص بالا تولید می‌کند و در تامین هیدروژن صنایع مختلف مانند فولادسازی و مواد شیمیایی نقش مهمی دارد.از آن‌جایی که ذخیره انرژی تجدیدپذیر به ویژه هیدروژن سبز برای تبدیل انرژی بسیار مفید است،بنابراین افزایش بازده اقتصادی این دستگاه برای تحقق تولید هیدروژن سبز بسیار مهم است.در یک دستگاه الکترولیز معمولی،دو الکترود وجود دارد که هیدروژن و اکسیژن را تولید می‌کنند.در سطح الکترود تولیدکننده اکسیژن،از طلا یا پلاتین استفاده می‌کنند که روی آن ۱ تا ۲ میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع فلز ایریدیم قرار دارد.

فلزات گرانبهای مورد استفاده در این دستگاه‌ها میزان ذخایر و تولید بسیار پایینی دارند و باعث می‌شوند که هیدروژن سبز به میزان زیادی تولید نشود.برای بهبود دستگاه الکترولیز آب،محققان فلزات کمیاب طلا و پلاتین که به عنوان یک لایه محافظ برای الکترود اکسیژن در دستگاه‌های تولید هیدروژن غشای الکترولیت پلیمری استفاده می‌شد را با نیترید آهن ارزان قیمت جایگزین کردند.برای انجام این کار،آن‌ها فرایندی را ایجاد کردند که در آن ابتدا الکترود را با اکسید آهن که رسانایی الکتریکی پایینی دارد به طور یکنواخت می‌پوشانند و سپس برای افزایش رسانایی آن،اکسید آهن را به نیترید آهن تبدیل می‌کنند.در ادامه،آن‌ها کاتالیزور ایریدیوم به ضخامت حدود ۲۵ نانومتر را در بالای لایه محافظ نیترید آهن قرار دادند که در نتیجه،الکترودی ساخته شد که می‌توانست هیدروژن سبز را به میزان زیادی تولید کنند.این الکترولیز بر خلاف الکترولیز قبلی،مقدار مصرف کاتالیزور ایریدیوم را تا ۱۰ درصد کاهش داد.همچنین الکترولیز جدید توانست بیش از ۱۰۰ ساعت کار کند که نشان از پایداری بالای این دستگاه داشت.یکی از محققان در این مورد گفت:«استفاده از مواد جایگزین مانند نیترید آهن به جای ایریدیم و پلاتین باعث شده است تا هزینهٔ تولید این دستگاه کمتر شده و میزان تولید هیدروژن سبز بالا برود.اکنون قرار است پس از مشاهده بیشتر عملکرد و دوام الکترود جدید،در آیندهٔ نزدیک آن را در دستگاه‌های بزرگ تولید هیدروژن سبز اعمال کنیم.