پیشرفتهای فناوریهای تولید هیدروژن با هدف مدیریت بهینه ی انرژی چالشها و فرصتهای پیش رو

تولید هیدروژن یکی از اهداف اصلی تغییر رویکرد جهانی به سمت منابع انرژی پاک و پایدار است. در این راستا، شناسایی راهکارهای ممکن برای بهینه سازی فناوری های متعارف موجود و به کارگیری فناوری های نوین کارآمد بر مبنای معیارهای فنی-اقتصادی زیست محیطی از اهمیت بسزایی برخوردار است. روش های مختلفی برای تولید هیدروژن از منابع متعارف و نوین ارائه شده اند. در این مقاله نتایج بررسی جامع سه دسته ی اصلی روش های تولید هیدروژن شامل فرایندهای ترموشیمیایی، الکتروشیمیایی و زیستی ارائه می گردد. روش های ترموشیمیایی مانند اصلاح بخار، متان اکسیداسیون جزئی، گازی سازی زغال سنگ و شکافت آب در برگیرنده ی فناوری های صنعتی تولید هیدروژن می باشند که با چالش های زیست محیطی ناشی از انتشار کربن مواجه هستند. روش های الکتروشیمیایی شامل الکترولیز آب و شکافت آب به روش الکتروشیمیایی، نوری مسیرهایی برای تولید هیدروژن سبز با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر ارائه می دهند، اما بازدهی و هزینه همچنان موانع کلیدی این روش ها به شمار می روند. روش های زیستی شامل تولید فتوبیولوژیکی، تخمیر تاریکی و پیل های الکترولیز میکروبی رویکردهای نوآورانه و سازگار با محیط زیست محسوب می شوند که از منظر صنعتی سازی و بازده، نیاز به بهینه سازی بیشتری دارند. در این مقاله، با ارزیابی عملکردی این فناوری ها همچنین مکانیسم ها، مزایا و محدودیت های آن ها، چالش های پیش رو، پتانسیل های تولید پایدار هیدروژن در راستای مدیریت بهینه ی انرژی مورد توجه قرار گرفته و بررسی شده اند. نتایج این بررسی ها نشان می دهند که به منظور تحقق نقش هیدروژن به عنوان یک جزء اساسی در آینده ی دستیابی به منابع پایدار انرژی مصرفی عاری از بار آلودگی، کربن پیگیری راهکارهای کارآمدتری در راستای بهبود کارآمدی -فنی -اقتصادی زیست محیطی فناوری های موجود و نوآورانه ی ارائه شده الزامی است.

کلیدواژه ها:

تولید ، هیدروژن ، هیدروژن زیستی ، ارتقای کارآمدی فرایندها ، سازگاری اقتصادی زیست محیطی ، گرمایش جهانی