تحويل كبريتيد الهيدروجين إلى غاز.. تقنية منخفضة التكلفة تنقذ الصناعات
نوار صبح
توصّل مهندسو جامعة رايس الأميركية وعلماؤها إلى طريقة جديدة لتحويل كبريتيد الهيدروجين الضار إلى غاز الهيدروجين، الذي يتميّز بارتفاع الطلب عليه.
وابتكرت عالمة الفيزياء والكيمياء في جامعة رايس، المهندسة نعومي هالاس، وفريقها، طريقة تستمد الطاقة من الضوء وتستخدم جزيئات الذهب النانوية لتحويل كبريتيد الهيدروجين والكبريت في خطوة واحدة، وفق ما اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
ويشتهر غاز سلفيد كبريتيد الهيدروجين برائحته الكريهة المشابهة لرائحة البيض الفاسد، شديد السمية والتآكل، خصوصًا في تطبيقات مياه الصرف الصحي، حسبما نشر موقع "إنترستينغ إنجنيرينغ" (Interesting Engineering).
تقنية منخفضة التكلفة
تنتج مصانع البتروكيماويات والصناعات الأخرى آلاف الأطنان من كبريتيد الهيدروجين سنويًا بصفته منتجًا ثانويًا لعمليات مختلفة تفصل الكبريت عن النفط والغاز الطبيعي والفحم ومنتجات أخرى.
في المقابل، تعمل التقنية التحفيزية الحالية في مصافي التكرير من خلال طريقة تُعرف باسم عملية كلاوس، التي تتطلّب خطوات متعددة. وتنتج هذه التقنية الكبريت دون أن ينتج الهيدروجين الذي يتحول إلى ماء، حسب تقرير اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
وقالت هالاس، رائدة الفوتونات النانوية التي قضى مختبرها سنوات في تطوير محفزات نانوية تعمل بالضوء: "يمكن أن تؤدي انبعاثات كبريتيد الهيدروجين إلى غرامات ضخمة للصناعة، لكن العلاج مكلف للغاية".
وأكدت أن تنفيذ التحفيز الضوئي البلازمي أقل تكلفة بكثير من العلاج التقليدي، وله قدرة إضافية على تحويل عبء باهظ التكلفة إلى سلعة ذات قيمة متزايدة.
وأوضحت أن الجدوى الاقتصادية للعملية تتمثّل في تكاليف تنفيذ منخفضة وكفاءة عالية لتنظيف كبريتيد الهيدروجين غير الصناعي من مصادر مثل غاز الصرف الصحي والنفايات الحيوانية.
إستراتيجية الهيدروجين الأميركية
يتماشى ابتكار تقنية تحويل كبريتيد الهيدروجين إلى غاز الهيدروجين مع ملامح الإستراتيجية التي أصدرتها وزارة الطاقة الأميركية في شهر سبتمبر/أيلول الماضي بصفته خريطة طريق لصناعة الهيدروجين النظيف.
وتأتي تلك الإستراتيجية في إطار خطة الرئيس جو بايدن للصناعة بمخصصات تصل إلى 9.5 مليار دولار مدعومة بقانون البنية التحتية الذي أُقر العام الماضي (2021).
وتضمنت أهداف الإستراتيجية إنتاج أميركا 10 ملايين طن سنويًا من الهيدروجين النظيف بحلول عام 2030 ترتفع إلى 20 مليون طن بحلول عام 2040.
ويوضح الرسم أدناه أنواع الهيدروجين المختلفة وفق نوع الطاقة والمادة الخام المستخدمة لإنتاجه، حسب ما أعدته منصة الطاقة المتخصصة استنادًا إلى بيانات أوابك.
وتنظر أميركا إلى إستراتيجية الهيدروجين النظيف بصفتها أداة يمكنها الاعتماد عليها للتخلص من الكربون والانبعاثات، وفي سبيل ذلك حددت 3 أولويات رئيسة: استهداف الاستخدامات ذات التأثير العالي للهيدروجين، وخفض تكلفته إلى دولار واحد/كيلوغرام بحلول عام 2031، وكذا نشر محاور إقليمية له.
وركزت على استخدام تطبيقات الهيدروجين في قطاعات: (الصناعة، والنقل، وتوليد الكهرباء)، ويُسهم ذلك على المدى الطويل في توليد كهرباء نظيفة بنسبة 100% بحلول عام 2035.
اقرأ أيضًا..
- سلطنة عمان على وشك اكتشافات نفطية في حقل مفرق
- إيطاليا تخطط لزيادة إنتاج الغاز.. هل تستغني عن الجزائر؟
- 6 ابتكارات خضراء مذهلة لتوليد الكهرباء.. أبرزها الميكروبات المنتجة للهيدروجين
