مروری بر روش‌های مدرن تولید و ذخیره‌سازی هیدروژن و استفاده از آن به عنوان منبع انرژی پایدار

با افزایش سطح رفاه و توسعه‏ ی اقتصادی جوامع، تامین انرژی پایدار به عنوان موتور محرک رشد به یکی از چالش‏ های اساسی بشر تبدیل شده است. در دهه‏ های اخیر مصرف بی رویه سوخت‏ های فسیلی نگرانی ‏هایی را در مورد امنیت انرژی و تغییرات آب و هوایی ایجاد کرده ‏است. از این رو استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و پایدار در اولویت قرار گرفته ‏است. یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر که از راندمان تبدیل بالایی برخوردار است فناوری هیدروژن و پیل سوختی می باشد. تولید انرژی الکتریکی از سایر منابع تجدیدپذیر نظیر باد، خورشید، برق ‏آبی و زمین‏ گرمایی به دلیل وابستگی به شرایط محیطی و اقلیمی دارای محدودیت‏ های متعددی هستند. در میان گزینه ‏های سبز معرفی شده، هیدروژن به دلیل فراوانی و تنوع منابع تولید، به گزینه ای منطبق بر مولفه ‏های توسعه پایدار برای تولید و ذخیره انرژی تبدیل شده است. هیدروژن به دلیل بهره ‏وری انرژی بالقوه بالا و تولید آلاینده های کم، یک حامل انرژی جذاب برای تولید انرژی الکتریکی و کاربردهای حمل و نقل محسوب می‏شود. در حال حاضر بخش اعظم (بیش از 90 درصد) هیدروژن موردنیاز از منابع هیدروکربنی تولید می شود. تقاضای جهانی برای مصرف هیدروژن در حدود 70 میلیون تن می باشد که بیش از 93 درصد آن صرف پالایش سوخت‏ های فسیلی و تولید مواد شیمیایی می‏ شود. در این پژوهش به بررسی فرایندهای مطرح در حوزه ‏ی تولید و ذخیره‏ سازی هیدروژن پرداخته شده‎است.

An overview on state-of-the-art methods for production and storage of hydrogen as a sustainable

With the growing level of welfare and economic development of societies, sustainable energy supply as a driver of growth has become one of the fundamental human challenges. In recent decades, excessive consumption of fossil fuels has raised concerns about energy security and climate change. Therefore, the use of renewable and sustainable energy sources has become a priority. One of the renewable sources of energy that has high conversion efficiency is hydrogen and fuel cell technology. Electricity generation from other renewable sources such as wind, solar, hydropower, and geothermal has several limitations due to their dependence on environmental and climatic conditions. Among the introduced green options, hydrogen has converted to an option that meets the essentials of sustainable development for energy production and storage because of its abundance and diversity of production sources. Hydrogen is an attractive energy carrier for electricity generation and transportation applications due to its high potential energy efficiency and low emissions. Currently, most of the hydrogen needs (more than 90 percent) are produced from hydrocarbon sources. The global demand for hydrogen is about 70 million tons, of which more than 90 percent is spent on refining fossil fuels and producing chemicals. In this research, the hydrogen production and storage processes have been studied.