هیدروژن خورشیدی: راهکاری برای کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی و دستیابی به اهداف اقلیمی

این مطالعه با تمرکز بر نقش حیاتی انرژی خورشیدی در تولید هیدروژن پاک و پایدار، به ارزیابی روش های مختلف شامل الکترولیز آب با استفاده از سیستم های فتوولتائیک و الکترولیزر، تولید هیدروژن مبتنی بر انرژی حرارتی خورشید مانند سیستم های نیروگرمایی و ترمولیز و تجزیه مستقیم آب به روش فوتوکاتالیز پرداخته است. هدف اصلی، بررسی کارایی، چالش های فنی-اقتصادی و پتانسیل کاهش گازهای گلخانه ای این روش ها در مقایسه با سوخت های فسیلی است. نتایج نشان می دهد بازده انرژی و اکسرژی در سیستم های ترکیبی فتوولتائیک و الکترولیزرهای ۱PEM به ترتیب به ۶۰٫۴% و ۵۲٫۴% می رسد، درحالی که ترمولیز در دمای بالای ۰۰۲۲ درجه سانتیگراد و فشار پایین، تجزیه آب را تا %۵۲ بهبود می بخشد. همچنین فوتوکاتالیز به عنوان روشی کارا با استفاده مستقیم از نور خورشید و کاتالیست ها، امکان تولید هیدروژن بدون انتشار کربن را فراهم می کند. با این حال، چالش های کلیدی شامل نیاز به توسعه زیرساخت های ذخیره سازی انرژی برای جبران ناپیوستگی تابش خورشید، هزینه های بالای راه اندازی سیستم ها و مسائل فنی جداسازی گازها در فرآیندهای حرارتی باید مورد توجه باشند. مقایسه اقتصادی نشان می دهد هیدروژن خورشیدی در صورت غلبه بر موانع فنی، قابلیت رقابت با سوخت های مرسوم را داراست و با کاهش ۰۵-۰۶ درصدی گازهای گلخانه ای همراه است. در مجموع، این پژوهش موید پتانسیل باالی انرژی خورشیدی در ایجاد زنجیره تامین هیدروژن پایدار است که می تواند سهم موثری در انتقال به اقتصاد کم کربن ایفا کند.

کلیدواژه ها:

هیدروژن پاک ، انرژی خورشیدی ، انرژی پایدار