Гидроген ҳамчун як интиқолдиҳандаи энергияи тоза ва ҳамаҷониба таваҷҷӯҳи зиёд ба даст овард, зеро ҷаҳон кӯшиш мекунад, ки ба манбаъҳои устувори энергия гузаред. Яке аз мулохизахои асосй дар истифода бурдани потенсиали гидроген усули истехсол мебошад. Якчанд ҳастанднавъхои истехсоли гидрогенравандҳо, ки ҳар яке дорои афзалиятҳо ва мушкилоти беназири худро доранд. Дар ин мақола мо усулҳои гуногуни истеҳсоли гидрогенро меомӯзем ва хусусиятҳои онҳоро меомӯзем.

1. Ислоҳоти метани буғӣ (SMR)

Ислоҳоти метани буғӣ усули маъмултарини истеҳсоли гидроген мебошад, ки тақрибан 95% захираи гидрогени ҷаҳониро ташкил медиҳад. Ин раванд реаксияи гази табииро бо буғи ҳарорати баланд барои тавлиди гидроген ва оксиди карбон дар бар мегирад. Сипас омехтаи ҳосилшуда коркард карда мешавад, то гидрогени тоза ба даст орад. SMR барои самаранокӣ ва камхарҷии он маъқул аст, аммо бояд қайд кард, ки он як раванди бетарафи карбон нест, зеро он боиси баровардани гази карбон аст.

2. Электролиз

Электролиз як равандест, ки қувваи барқро барои тақсим кардани об ба гидроген ва оксиген истифода мебарад. Ду намуди асосии электролиз вуҷуд дорад: электролизи сілтӣ ва электролизи мембранаи мубодилаи протон (PEM). Электролизи сілтӣ дар тӯли якчанд даҳсолаҳо истифода мешавад ва бо эътимоднокии худ маълум аст, дар ҳоле ки электролизи PEM аз ҳисоби потенсиали худ барои самаранокӣ ва чандирии баландтар ҷалб карда мешавад. Электролизро метавон аз манбаъҳои барқароршавандаи энергия таъмин кард, ки онро рақиби асосии истеҳсоли устувори гидроген месозад.

3. Газификацияи биомасса

Газизатсияи биомасса табдил додани маводи органикӣ, аз қабили микросхемаҳои ҳезум, пасмондаҳои кишоварзӣ ё партовҳоро ба гази синтезӣ (сингаз) тавассути раванди термохимиявӣ дар бар мегирад. Пас аз он сингазро барои тавлиди гидроген ислоҳ кардан мумкин аст. Газизатсияи биомасса бартарии истифодаи партовҳои органикиро пешкаш мекунад ва метавонад дар коҳиш додани партовҳои газҳои гулхонаӣ ҳангоми идоракунии устувор саҳм гузорад. Бо вуҷуди ин, он бодиққат баррасии мавҷудияти захираҳои ғизоӣ ва мушкилоти логистикиро талаб мекунад.

4. Тақсимоти фотобиологии об

Ин равиши инноватсионӣ микроорганизмҳои фотосинтетикӣ ё бактерияҳои тарроҳиро барои истифодаи нури офтоб ва табдил додани об ба гидроген ва оксиген истифода мебарад. Ҳанӯз дар марҳилаҳои аввали рушд, тақсимоти фотобиологии об барои истеҳсоли устувор ва барқароршавандаи гидроген ваъда медиҳад. Тадқиқот дар ин соҳа ба баланд бардоштани самаранокӣ ва миқёспазирии раванд барои аз ҷиҳати тиҷоратӣ қобили таваҷҷуҳ зоҳир кардани он нигаронида шудааст.

5. Тақсимкунии термохимиявии об

Тақсимоти термохимиявии об истифодаи ҳарорати баландро барои шикастани об ба гидроген ва оксиген тавассути як қатор реаксияҳои кимиёвӣ дар бар мегирад. Ин усул аксар вақт қувваи консентратсияи офтобӣ ё дигар манбаъҳои гармиро барои пешбурди раванд истифода мебарад. Тақсимоти термохимиявии об дорои потенсиали муттаҳид шудан бо системаҳои энергияи барқароршаванда мебошад ва метавонад пайваста фаъолият кунад, ки онро як соҳаи тадқиқоти фаъол барои истеҳсоли устувори гидроген табдил медиҳад.

6. Истеҳсоли гидрогени атомӣ

Энергияи ҳастаӣ метавонад барои тавлиди гидроген тавассути электролизи ҳарорати баланд ё равандҳои термохимиявӣ истифода шавад. Буғи ҳарорати баландро, ки реакторҳои ҳастаӣ тавлид мекунанд, дар электролизи буғ истифода бурдан мумкин аст, дар ҳоле ки гармии атомӣ метавонад тақсимоти термохимиявии обро ба вуҷуд орад. Истеҳсоли гидрогени атомӣ бартарии тавлиди пайваста ва боэътимоди нерӯи барқро бидуни партовҳои газҳои гулхонаӣ пешниҳод мекунад, аммо он ҳамчунин мулоҳизаҳоро дар бораи бехатарӣ ва идоракунии партовҳоро ба миён меорад.

Хулоса, усулҳои гуногуни истеҳсоли гидроген барои қонеъ кардани талаботи афзоянда ба энергияи тоза як қатор имкониятҳоро фароҳам меорад. Ҳар як равиш маҷмӯи афзалиятҳо ва мушкилоти худро пешниҳод мекунад ва тадқиқот ва навовариҳои ҷорӣ барои оптимизатсияи ин равандҳо ва пешрафт ба истеҳсоли устувори гидроген дар миқёс муҳиманд. Бо шиддат гирифтани таваҷҷӯҳи ҷаҳонӣ ба декарбонизатсия, нақши гидроген ҳамчун як омили асосии интиқоли энергияи тоза, пешрафтҳои минбаъдаро дар технологияҳои истеҳсоли гидроген афзоиш медиҳад.