شركة إسرائيلية H2Pro تدعي أن تقنيتها عالية الكفاءة لتقسيم المياه ستوفر الهيدروجين الأخضر بأقل من دولار واحد للكيلوغرام بحلول عام 2030.
وهذا يعني انخفاضًا بنسبة 2-60٪ في سعر H80 الأخضر إلى مستوى يكون فيه أرخص لكل وحدة طاقة من أسعار التجزئة الحالية للبنزين. حاليًا ، لا أحد يتوقع هذا النوع من انخفاض الأسعار حتى عام 2050 ، وحتى ذلك الحين ، هذا هو أفضل سيناريو.
بافتراض إمكانية زيادة التوزيع بسرعة ، وإذا كان سعر الكربون 100 دولار لكل طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون ، فقد يؤدي ذلك على الفور إلى جعل الهيدروجين منافسًا للتكلفة في العديد من التطبيقات ، من المركبات إلى استبدال الفحم في صناعة الصلب والغاز الطبيعي في إنتاج الأمونيا ومعالجتها . حتى بدون ضريبة الكربون ، سيكون هذا بديلاً رائعًا للديزل في النقل البري والسكك الحديدية.
ما الموعود بالضبط هنا؟
في الإعلان التجاري ، تدعي H2Pro أن عملية تقسيم المياه E-TAC هي "أول تقنية توفر 95٪ كفاءة في استخدام الطاقة مقارنة بـ 70٪ من التحليل الكهربائي للماء". وتقول أيضًا إن أجهزة E-TAC "غير مكلفة ، وقابلة للتطوير بسهولة ، وأكثر أمانًا وتعمل تحت ضغوط أعلى". يوضح البيان الصحفي أيضًا: "إلى جانب الانخفاض المتوقع في تكلفة مصادر الطاقة المتجددة ، ستسمح تقنية H2Pro بإنتاج الهيدروجين الأخضر مقابل دولار واحد لكل كيلوغرام على نطاق واسع ، مما يجعله أرخص هيدروجين أخضر في العالم."
قدمت الشركة منصة معملية تنتج كميات صغيرة من الهيدروجين ، لكن هذه القفزة في الكفاءة و 95٪ كفاءة الموعودة للنظام بأكمله تستحق الثناء بالتأكيد. أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على الهيدروجين كوسيلة لتخزين الطاقة هو عدم كفاءة دورة استخدامه. كقاعدة عامة ، تفقد حوالي 30٪ من طاقتك المتجددة المحصودة في اللحظة التي يتم فيها توزيع المياه. سيؤدي خفض هذا الرقم إلى 5٪ إلى تطوير كبير للطاقة الخضراء ، حتى لو كانت خلايا الوقود التي تستخرج الطاقة من الهيدروجين في مرحلة الاستخدام النهائي لا تزال غير فعالة للغاية.
كيف تختلف عملية E-TAC عن التحلل المائي التقليدي؟
ينتج التحليل الكهربائي مع التوليد الحالي الهيدروجين والأكسجين في وقت واحد عن طريق تمرير الكهرباء عبر الماء المخصب بالقلويات أو الحمض لإنتاج غاز الأكسجين ، الذي ينجذب إلى الأنود وينجذب الهيدروجين إلى الكاثود. يتم إجراء هذه العملية في غرفة مفصولة فعليًا بغشاء ، مما يسمح بجمع كل غاز على حدة.
تم تطوير E-TAC ، والتي تعني فصل الماء الكيميائي المنشط حرارياً الكهروكيميائية ، في الأصل في المعهد الإسرائيلي للتكنولوجيا. خلال هذه العملية ، يتم إنتاج الهيدروجين والأكسجين في عمليتين منفصلتين. في المرحلة الأولى (الكهروكيميائية) ، يتم تمرير تيار عبر الماء عند 25 درجة مئوية ، مما يؤدي إلى إطلاق H2 ، والذي يمكن أن يتجمع بالقرب من القطب السالب وأيونات الهيدروكسيد (OH-) ، والتي تنجذب إلى أنود هيدروكسيد النيكل (Ni (OH ) 2). هذا يؤكسد الأنود إلى أوكسي هيدروكسيد النيكل (NiOOH).
تقطع المرحلة الثانية الدائرة الكهربائية وتسخن الماء إلى 95 درجة مئوية ، وهي النقطة المثلى التي يتفاعل عندها أنود أوكسي هيدروكسيد النيكل مع الماء. هذه العملية تطلق الأكسجين الذي التقطته في الخطوة الأولى ، وتحول الأنود مرة أخرى إلى هيدروكسيد النيكل وتهيئته لدورة أخرى. تساعد إضافات المياه ، بما في ذلك الكوبالت ، على منع تكوين الأكسجين غير المرغوب فيه في المرحلة الأولى.
لا يختلط الهيدروجين الغازي والأكسجين أبدًا ، لذا لا داعي لوجود غشاء بينهما على الإطلاق. وبالتالي ، يتم استبعاد خطر وجود خليط متفجر من الغازات. يمكن لنظام E-TAC ، على عكس أنظمة الأغشية ، دعم الإنتاج عند ضغوط عالية تصل إلى 100 بار ، مما يعني أنك لست بحاجة إلى إنفاق المزيد من الأموال على الضواغط. كما أن عدم وجود غشاء يساعد في تقليل التكاليف الرأسمالية والتشغيل والصيانة.
كما أنها مناسبة تمامًا للاستخدام مع مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، حيث إنها قادرة على العمل بكفاءة عند الأحمال الجزئية. تتغير طاقات مصادر الطاقة المتجددة باستمرار ونادراً ما تعمل بنسبة 100٪.
ماذا بعد؟
تنص H2Pro على أنه سيتم استخدام صندوق الاستثمار البالغ 22 مليون دولار لدعم التطوير المستمر للتكنولوجيا وزيادة القدرات الإنتاجية لشركة H2Pro.
يمكن أن ينتج النموذج الأولي للمختبر حوالي 100 جرام من الهيدروجين يوميًا. تتوقع الشركة أن يكون لديها نموذج أولي بسعة 1 كجم / يوم قيد التشغيل. إنه طريق طويل للغاية من 1 كجم / يوم إلى إنتاج الهيدروجين على نطاق صناعي. ومقابر الرأسمالية مليئة بالشركات التي حطمت تقنياتها الأرقام القياسية في المختبر لكنها فشلت في قطعها في العالم الحقيقي.
https://youtu.be/s6ISMgT9kYE
إذا تمكنت H2Pro من إنشاء نظام واسع النطاق ينتج الهيدروجين لخلايا الوقود من الطاقة النظيفة بدولار لكل كيلوغرام بحلول عام 2030 ، فستحقق ما يتوقعه معظم الناس كهدف أفضل من 2050 إلى 20 عامًا قبل الموعد المحدد.
اقرأ أيضا: