دانشمندان راه حلی برای مشکل ذخیره گاز هیدروژن یافتند

زغال سنگ معمولا به عنوان یک سوخت پاک شناخته نمی‌شود اما ممکن است نقشی اساسی در حرکت به سمت سوخت‌های پاک ایفا کند. دانشمندان می‌گویند زغال سنگ ماده بسیار خوبی برای ذخیره کردن گاز هیدروژن در آن است. گاز هیدروژن یکی از امیدوارکننده‌ترین سوخت‌های پاک به شمار می‌رود که دانشمندان هنوز در حال بررسی بیشتر آن هستند.

هیچ شکی وجود ندارد که گاز هیدروژن یکی از منابع بالقوه انرژی پاک در آینده به شمار می‌رود (حتی اگر استفاده از آن یک سری مشکلات احتمالی داشته باشد). به هر حال وقتی از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می‌شود تنها پسماند آن آب است. یکی از سوال‌های مهمی که درباره استفاده از این گاز مطرح می‌شود، نحوه ذخیره‌سازی آن است. هیدروژن به شدت قابل اشتعال است و یافتن راهی برای ذخیره آن تبدیل به چالشی برای دانشمندان شده است.

ما تا به حال شاهد تلاش‌هایی برای ذخیره هیدروژن به شکل‌های مختلفی مانند پودر، خمیر و کارتریج بوده‌ایم اما هنوز راه حل‌ها برای ذخیره هیدروژن بیشتر تئوری هستند تا عملی. اما به تازگی محققانی از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا پیشنهاد کرده‌اند که از زغال به عنوان نوعی باتری حاوی هیدروژن استفاده شود.

دانشمندان از قبل می‌دانستند که زغال سنگ برای ذخیره گاز متان بسیار مناسب است زیرا به دلیل فرایندی به نام جذب سطحی، به متان می‌چسبد. حال دانشمندان می‌گویند که این ویژگی زغال برای هیدروژن نیز صدق می‌کند.

برای آزمایش این فرضیه، تیم محققان وسیله‌ای برای تولید فشار ساخت تا بتواند هیدروژن را وارد زغال سنگ کند.

شیمین لیو، دانشیار مهندسی انرژی و معدن در دانشگاه پنسیلوانیا می‌گوید:

ما یک طراحی بسیار بدیع و چالش برانگیز انجام دادیم. سال‌ها طول کشید تا بفهمیم چگونه این کار را به درستی انجام دهیم. ما باید بر اساس تجربه‌های قبلی خود از زغال سنگ و شیل، یک سیستم آزمون خطا را به درستی طراحی می‌کردیم.

در تجزیه و تحلیل هشت نوع زغال سنگ مختلف از سراسر آمریکا، محققان دریافتند که زغال سنگ برای ذخیره سازی هیدروژن بسیار مناسب است. در بین آن‌ها، زغال سنگ قیری با خاصیت فرار کم از ایالت ویرجینیا و زغال سنگ آنتراسیت از ایالت پنسیلوانیا بهترین نمونه بود. خاصیت به دام انداختن گازها در زغال سنگ به دلیل ترکیب منحصربه‌فرد آن است.

لیو می‌گوید:

بسیاری از مردم زغال سنگ را به عنوان یک سنگ می‌شناسند، در حالی که در واقع یک نوع پلیمر است. این ماده دارای مقدار زیادی کربن با منافذ زیاد است که این منافذ می‌توانند مقدار زیادی گاز را در خود نگه دارند. بنابراین زغال مانند نوعی اسفنج است که بر خلاف سایر ماده‌های غیرکربنی، می‌تواند مقدار زیادی گاز را در خود نگه دارد.

در حالیکه محققان خاصیت نفوذپذیری ذغال سنگ را بررسی می‌کنند، تحقیقات بر روی این ماده به عنوان مخزن ذخیره هیدروژن عمیق‌تر می‌شود. این تحقیقات به آن‌ها کمک می‌کند تا بفهمند با چه سرعتی هیدروژن می‌تواند به داخل زغال سنگ پمپاژ و یا از آن خارج شود که به نوبه خود می‌تواند منجر به ساخت باتری‌های هیدروژنی مبتنی بر زغال سنگ شود. لیو همچنین خاطر نشان کرد این تحقیقات می‌تواند به کمپانی‌هایی که از دور شدن اقتصاد از زغال سنگ آسیب دیده‌اند، کمک کند.

شیمین لیو می‌گوید:

در تحول انرژی، جوامعی که اقتصادشان مبتنی بر زغال سنگ بود، بیشترین تاثیر را پذیرفتند. این قطعا فرصتی برای تغییر کاربری مناطق دارای زغال سنگ است. آن‌ها همین حالا هم تخصص، مهارت و همچنین مهندسین انرژی دارند و بهتر است زیرساخت‌های لازم را بسازیم و فرصت‌های اقتصادی متفاوتی برای آن‌ها خلق کنیم.

منبع: Newatlas