انقلاب انرژی در راه است: تولید برق از هیدروژن، افق جدید همانیرو
عبور از مرزهای انرژی سنتی در دنیای امروز، تأمین انرژی تنها به معنای روشن نگه داشتن چراغها نیست؛ بلکه به معنای پایداری، حفاظت از محیط زیست و تضمین امنیت تولید است. هیدروژن، به عنوان فراوانترین عنصر در جهان، کلید طلایی قفل انرژیهای پاک در آینده است. ما در همانیرو، همواره نگاهی به افقهای دوردست داریم و معتقدیم آینده متعلق به کسانی است که امروز برای آن آماده میشوند.
تولید برق از هیدروژن چگونه کار میکند؟ تولید برق هیدروژنی فرآیندی است که در آن انرژی شیمیایی هیدروژن طی یک واکنش پاک، مستقیماً به الکتریسیته تبدیل میشود. این فرآیند معمولاً در دستگاهی به نام پیل سوختی (Fuel Cell) رخ میدهد:
-
ورود سوخت: گاز هیدروژن به بخش آند و اکسیژن (از هوا) به بخش کاتد وارد میشود.
-
واکنش الکتروشیمیایی: اتمهای هیدروژن الکترونهای خود را از دست میدهند و جریانی از الکتریسیته تولید میکنند.
-
خروجی پاک: تنها خروجی این فرآیند، علاوه بر برق و گرما، آب خالص است.
این یعنی تولید انرژی با آلایندگی صفر؛ رویایی که حالا به واقعیت نزدیک شده است.
۱. پیل سوختی (Fuel Cell): موتورخانه شیمیایی
پیل سوختی شباهت زیادی به باتری دارد، با این تفاوت مهم که تا زمانی که سوخت (هیدروژن) به آن برسد، تمام نمیشود و نیازی به شارژ شدن ندارد. رایجترین نوع آن برای مصارف صنعتی و تجاری، پیل سوختی غشای مبادله پروتون (PEM) است.
مراحل تولید برق در پیل سوختی:
-
مرحله اول (ورود به آند): گاز هیدروژن ($H_2$) وارد قطب منفی یا همان آند میشود. در اینجا، هیدروژن با یک کاتالیزور (معمولاً از جنس پلاتین) برخورد میکند.
-
مرحله دوم (شکافت اتم): کاتالیزور باعث میشود اتمهای هیدروژن به دو بخش تقسیم شوند: پروتونها (بار مثبت) و الکترونها (بار منفی).
-
مرحله سوم (جریان الکتریسیته): غشای میانی (الکترولیت) خاصیت ویژهای دارد؛ تنها اجازه عبور پروتونها را میدهد. الکترونها که نمیتوانند از غشا عبور کنند، مجبور میشوند از یک مدار خارجی عبور کنند. همین حرکت الکترونها در مدار خارجی است که جریان برق را برای کارخانه یا شبکه تولید میکند.
-
مرحله چهارم (ترکیب نهایی در کاتد): در سمت دیگر (کاتد)، پروتونهایی که از غشا رد شدهاند و الکترونهایی که از مدار برگشتهاند، با اکسیژن هوا ترکیب میشوند.
-
نتیجه نهایی: محصول این ترکیب، آب ($H_2O$) و حرارت است.
۲. چرا هیدروژن برای «برق قطعنشو» حیاتی است؟
ممکن است بپرسید چرا همانیرو روی این فناوری تحقیق میکند؟ پاسخ در ذخیرهسازی است.
انرژیهای تجدیدپذیر (مثل خورشید و باد) نوسان دارند. اما میتوان برق اضافی تولید شده توسط پنلهای خورشیدی را صرف تجزیه آب کرد تا هیدروژن تولید شود (الکترولیز).
-
هیدروژن به عنوان باتری غولپیکر: این هیدروژن را میتوان در مخازن برای ماهها ذخیره کرد.
-
تزریق در زمان قطعی: هر زمان که شبکه برق قطع شود یا نور خورشید نباشد، این هیدروژن وارد پیل سوختی شده و برق پایدار و بدون نوسان تولید میکند. این دقیقاً همان مفهوم “برق قطعنشو” است که صنایع به آن نیاز دارند.
۳. طیف رنگی هیدروژن؛ تمرکز همانیرو بر هیدروژن سبز
همه هیدروژنها پاک نیستند. ما در همانیرو روی هیدروژن سبز تمرکز داریم:
-
هیدروژن خاکستری: از گاز طبیعی تولید میشود و کربن تولید میکند (روش سنتی).
-
هیدروژن آبی: از گاز طبیعی تولید میشود اما کربن آن جذب میشود.
-
هیدروژن سبز (هدف همانیرو): با استفاده از برق خورشیدی یا بادی، آب را تجزیه کرده و هیدروژن میسازند. این روش ۱۰۰٪ بدون آلایندگی است.
چرا هیدروژن مکمل “برق قطعنشو” است؟ همانیرو به عنوان بزرگترین تأمینکننده برق قطعنشو در کشور، پتانسیل عظیمی در هیدروژن میبیند. هیدروژن میتواند انرژی را ذخیره کند و در زمانهای اوج مصرف یا قطع شبکه سراسری، درست مانند یک باتری قدرتمند اما با ظرفیتی بسیار بالاتر، وارد مدار شود. این ویژگی، هیدروژن را به یک راهحل استراتژیک برای صنایع حساس تبدیل میکند.
همانیرو؛ پیشگام در تحقیق و توسعه (R&D) انرژی هیدروژنی ما در همانیرو به وضع موجود راضی نیستیم. واحد تحقیق و توسعه (R&D) همانیرو با بهرهگیری از دانش متخصصان نخبه، در حال مطالعه و امکانسنجی تولید برق از طریق هیدروژن است. هدف ما روشن است: بومیسازی و پیادهسازی فناوری پیلهای سوختی برای صنایع ایران.
ما در حال تحقیق بر روی روشهایی هستیم که بتوانیم این انرژی پاک را به عنوان بخشی از سبد محصولات «برق قطعنشو» خود به صنایع ارائه دهیم تا بار دیگر ثابت کنیم که همانیرو، نه فقط یک تأمینکننده برق، بلکه معمار آینده انرژی پایدار در کشور است.
