12366

توليد هيدروژن با تجزيه ترموشيميايي آب

1400

دكتر سمانه قندهاريون

هيدروژن به عنوان يك منبع انرژي پاك و يك ماده پركاربرد در صنايع، با ويژگي هاي منحصر به فرد نظير چگالي انرژي بالا و عدم توليد گاز هاي گلخانه اي ناشي از سوزاندن آن بسيار مورد توجه است. هيدروژن به علت واكنش پذيري بالا به صورت خالص در طبيعت يافت نمي شود و بايد ساخته شود. آب فراوان ترين تركيب روي كره¬ي زمين است كه به عنوان غني ترين منبع هيدروزن براي توليد آن قابل استفاده است. يكي از روش هاي ابداع شده جهت توليد هيدروژن از تجزيه مولكول هاي آب، روش سيكل هاي ترموشيميايي تجزيه آب مي باشد. كه در اين تحقيق به مطالعه¬ي چند مورد از سيكل ها پرداخته شده است. سيكل سديم-هيدروكسيد با دماي كاري زير 500 درجه سلسيوس پتانسيل مناسبي از نظر دمايي و اتصال به منابع حرارتي گوناگون دارد. طي بررسي هاي انجام شده اين سيكل توانايي توليد 321/1 گيلوگرم بر ثانيه هيدروژن را دارد و بازده هاي ماكزيمم تئوري انرژي و اگزرژي 80 و82 درصد (ايده¬آل) براي آن محاسبه شده. سيكل آهن-كلر از نظر مواد ارزان و سينتيك شناخته شده واكنش ها مناسب مي باشد بازده هاي گزارش شده طي مطالعات مختلف حدود 40 درصد كه اين بازدهي در كنار مشكلاتي نظير كند بودن برخي واكنش هاي اين سيكل باعث شده طي سالهاي اخير كمتر به ان پرداخته شود. سيكل مس-كلر با توجه به دماي نسبتا پايين آن بسيار مورد مطالعه قرار گرفته و توسعه فراواني پيدا كرده با توجه به سيستم و سيكل مقادير مختلفي براي آن گزارش شده است بازده انرژي و اگزرژي حدود 42 و70 درصد در كنار هزينه توليد 33/2 دلار به ازاي هر كيلوگرم هيدروژن براي اين سيكل گزارش شده است. سيكل گوگرد-يد داراي دماي كاري بالايي است و مشكلات از قبيل مواد شركت كننده خورنده دارد ولي از نظر عملكرد فني، اقتصادي و زيست محيطي بسيار مناسب مي باشد ظرفيت توليد بالا است و در هزينه توليد 2/2 دلار به ازاي هر كيلوگرم هيدروژن در كنار پتانسيل گرمايش زمين بسيار اندك نسبت به ساير روش ها جزو مزيت هاي اين سيكل است. سيكل واناديوم-كلر از نظر بازده عملكرد بسيار خوبي دارد ولي ترموديناميك ناشناخته آن باعث توسعه كمتر آن بوده است. براي سيكل منيزيم-كلر نيز اعداد 86/34 و 63/63 براي بازده انرژي و اگزرژي گزارش شده كه با هزينه توليد 67/3 دلار به ازاي هر كيلوگرم هيدروژن و دماي كاري نسبتا پايين امكان رقابت با سيكل هاي دما پايين ديگر مانند مس-كلر و سديم-هيدروكسيد را دارد. طي اين سمينار به بررسي كوتاه چند مورد ديگر از سيكل هاي ترموشيميايي پرداخته شده است.

6/11/2022 12:00:00 AM

79836

1402/06/28

Thermochemical cycles for hydrogen production via water splitting

هيدروژن , سيكل ترموشيميايي توليد هيدروژن , تجزيه آب

Hydrogen , Water splitting , Thermochemical hydrogen production