التصنيع الإضافي في طاقة الهيدروجين

هذه المقالة كُتبت بواسطه news.EgyExporter.com

تستمر سلسلة توليد الطاقة منخفضة الكربون والطباعة ثلاثية الأبعاد والطاقة المتجددة بإلقاء نظرة مفصلة على آفاق التصنيع الإضافي في قطاع طاقة الهيدروجين الأخضر. إن جعل الهيدروجين اقتصاديًا سيكون لحظة التحول لنشر واسع النطاق لاقتصاد الهيدروجين، وفقًا لألبرت تارانكون من معهد كاتالونيا لأبحاث الطاقة ، مدعومًا بالإمكانيات الكبيرة للطباعة ثلاثية الأبعاد للمواد المفيدة داخل صناعة طاقة الهيدروجين.

الروئية حول كيف يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تساعد في نقل مفهوم اقتصاد الهيدروجين من المفهوم إلى الواقع ، حيث تعمقنا في تطوير صناعة الطاقة هذه. من المتوقع أن يمثل الهيدروجين 12٪ من الطلب العالمي على الطاقة بحلول عام 2050 ، وفقًا للوكالة الدولية للطاقة المتجددة. الهيدروجين الأخضر ، وفقًا للوكالة ، قد يعطل التجارة العالمية وعلاقات الطاقة الثنائية ، فضلاً عن المساهمة في إنشاء مراكز قوة جيوسياسية جديدة في المستقبل. الهيدروجين وقود نظيف يولد الماء فقط عند استخدامه في خلية وقود. يمكن تصنيع الهيدروجين من مجموعة من الموارد المنزلية ، بما في ذلك الغاز الطبيعي ، والطاقة النووية ، والكتلة الحيوية ، ومصادر الطاقة المتجددة ، مما يجعله وقودًا حيويًا لتوليد الكهرباء. اليوم ، ومع ذلك ، فإن أكثر الطرق انتشارًا لإنتاج وقود الهيدروجين هي إصلاح الغاز الطبيعي والتحليل الكهربائي.

توليد الطاقة النظيفة

في حين أن وقود الهيدروجين المشتق من مصادر متجددة لديه إمكانات هائلة من حيث توليد الطاقة النظيفة في المستقبل ، فإنه مكلف وليس أكثر أشكال الطاقة أمانًا بسبب قابليته العالية للاشتعال. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه ليست كل طرق إنتاج الهيدروجين نظيفة فالهيدروجين المشتق من مصادر متجددة يعرف باسم الهيدروجين الأخضر ولا يزال في مراحله الأولى. على الرغم من هذه العيوب ، وأن الهيدروجين هو بلا شك أحد أهم التقنيات لمستقبل مستدام.

وبصفته ناقلًا للطاقة الكيميائية يسهل حمله والتعامل معه ، يعد الهيدروجين ناقلًا قويًا للطاقة لتخزين مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة. الميزة الرئيسية للهيدروجين هي أنه يمكن تخزينه وله طاقة نوعية عالية ، مما يسمح باستخدامه في القطاعات غير القابلة للكهرباء. مثل النقل الثقيل أو الصناعات كثيفة الطاقة مثل الكيماويات والتكرير والحديد والصلب. ويشير إلى أن أحد الجوانب السلبية هو التكلفة الكبيرة اللازمة لبناء شبكة أنابيب هيدروجين خالصة. نتيجة لذلك ، يتم الآن دراسة بدائل أخرى مثل الإنتاج في الموقع أو حقن الهيدروجين في أنظمة الغاز الطبيعي.

دعم الهيدروجين الأخضر بالطباعة ثلاثية الأبعاد

أدرجت الطباعة ثلاثية الأبعاد والهيدروجين الأخضر كاثنتين من أفضل 12 تقنية واعدة يجب مشاهدتها في عام 2020. استنادًا إلى بيانات من براءات الاختراع ، والمقالات العلمية ، والتمويل ، بالإضافة إلى مدخلات الخبراء من فريق تحليل Lux. تحدد الدراسة السنوية أفضل التقنيات التقنية التطورات التي سيكون لها الأكثر فعالية خلال العقد المقبل.
في السابق ، تم الجمع بين التقنيتين. لإنشاء محفز فريد لإنتاج الهيدروجين قيل إنه أكثر كفاءة بمقدار 20 مرة من غيره في السوق. المحفز ، الذي طوره المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) والمعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST). قد يعمل يومًا ما كأساس لعملية إنتاج الهيدروجين الأكثر فعالية من حيث التكلفة. أدرك قادة التصنيع الإضافي أيضًا إمكانية الطباعة ثلاثية الأبعاد. لتصبح رائدة في السباق العالمي لتحديد التقنيات المستدامة القادرة على إنتاج الهيدروجين النظيف. على نطاق واسع بما يكفي لتلبية متطلبات الصناعة الحالية والمستقبلية.

تعتبر أجهزة الطاقة القائمة على السيراميك الكهربائي ، مثل وقود الأكسيد الصلب وخلايا التحليل الكهربائي ، مرشحة محتملة للطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الطاقة الهيدروجينية. نظرًا لأن التكنولوجيا قد تتيح أشكالًا هندسية معقدة ووظائف مبتكرة تتجاوز قيود عمليات الإنتاج الحالية. خلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFCs) هي مولدات طاقة عديمة الانبعاثات قادرة على تحويل الهيدروجين إلى كهرباء بكفاءة عالية. بالإضافة إلى العمل كوحدات تخزين طاقة قادرة على إنتاج هيدروجين قابل للتخزين من الكهرباء والماء في الوضع العكسي.