معرفی «هیدروژن سفید» به‌عنوان پاک‌ترین منبع انرژی جهان

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از یورو نیوز، در حال حاضر، فرایند تولید هیدروژن به گاز یا زغال سنگ متکی است که CO۲ زیادی منتشر می‌کند. هیدروژن سبز، که با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر تولید می‌شود، یک جایگزین امیدوارکننده - اما گران قیمت – است. زمین ذخایر عظیمی از هیدروژن طبیعی دارد که می‌تواند از زمین استخراج شود.

کشف بزرگی از این هیدروژن به اصطلاح «سفید» در فرانسه در اوایل ۲۰۲۳ این امیداوری را ایجاد کرد که می‌تواند به یک منبع انرژی پاک، ارزان و تجدیدپذیر تبدیل شود.

سوئیس نیز به‌سرعت دست به کار کاوش هیدروژن شد و بهار گذشته، هیدروژن طبیعی را در «کانتون گراوبوندن» یافت. در تابستان نیز این کشور کاوش سنگ‌ها را در «کانتون وله» برای ذخایر بیشتر آغاز کرد.

هیدروژن فراوان‌ترین عنصر شیمیایی روی زمین است و به طور طبیعی در همه چیز از آب گرفته تا گیاهان یافت می‌شود. با این حال، تا همین اواخر، تصور می‌شد مقادیر قابل توجهی از گاز هیدروژن به شکل خالص آن در داخل زمین وجود نداشته باشد.

یک کشف تصادفی هیدروژن، در مالی در ۲۰۱۲ انجام شد. چاهی که ده‌ها سال قبل حفر شده بود، هیدروژن طبیعی تقریباً خالص منتشر می‌کرد. از آن زمان، زمین‌شناسان به طور فزاینده‌ای در تلاش برای استخراج ذخایر این گاز طبیعی از زیر سطح زمین هستند که تصور می‌شود از طریق واکنش‌های آب و مواد معدنی شکل می‌گیرد.

برخلاف ذخایر سوخت‌های فسیلی که میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا تشکیل شوند، هیدروژن طبیعی یا سفید به طور مداوم در حال تولید است. هنوز دقیقا مشخص نیست چگونه هیدروژن سفید تولید می‌شود و آیا قابل بهره برداری تجاری هست یا خیر. شرکت‌های دانش‌بنیان و دانشمندان در حال بررسی این امکان با نتایج امیدوارکننده‌ای هستند.

دکتر «مایکل وبر» (Michael Webber) استاد منابع انرژی در دانشگاه تگزاس، آستین در آمریکا گفت: در زمین مکان‌های زیادی هست که شرایط مناسب برای تولید و انباشت طبیعی هیدروژن را دارند و می‌توان آن را برای استفاده اجتماعی استخراج کرد. 

وی افزود: خبر خوب این است زمین این کار را برای ما انجام می‌دهد این منبع هیدروژن احتمالا بسیار پاک‌تر از روش‌های فعلی سوزاندن زغال سنگ، اصلاح متان یا الکترولیز آب است.

اگرچه بیشتر هیدروژن طبیعی احتمالاً در مکان‌های دور از ساحل یافت می‌شود، اما ذخایری از این انرژی در استرالیا، اروپای شرقی، فرانسه، عمان، اسپانیا و آمریکا و همچنین در مالی در غرب آفریقا کشف شده است.

در ماه مه، ذخایر بزرگی از هیدروژن طبیعی به طور تصادفی در منطقه لورن فرانسه کشف شد. یک گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه منابع زمینی دانشگاه لورن، مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) و یک شرکت تولیدکننده انرژی در حین آزمایش سطوح متان در خاک، آن را پیدا کردند. آن‌ها در حال حاضر در حال حفاری عمیق‌تر هستند تا بفهمند دقیقاً چه مقدار هیدروژن وجود دارد، اما تخمین می‌زنند که می‌تواند حدود ۴۶ میلیون تن باشد، معادل بیش از نیمی از تولید سالانه فعلی هیدروژن خاکستری در جهان.

در همین حال، در شمال شرقی اسپانیا، شرکت اکتشاف «هلیوس آرگون» (Helios Aragón) می‌گوید مخزنی با بیش از یک میلیون تن هیدروژن پیدا کرده است و قصد دارد حفاری آن را در ۲۰۲۴ آغاز کند.

این اکتشاف‌ها نویدبخش کشف جایگزین ارزان برای هیدروژن سبز است که در حال حاضر تقریباً ۵ یورو برای هر کیلوگرم قیمت دارد. بر اساس گزارش پایگاه خبری و تحقیقاتی ساینس Science، هیدروژن سفید تنها ۰.۵۰ یورو به ازای هر کیلوگرم است.

با این حال، هیدروژن سفید ممکن است یک راه حل جادویی برای بحران انرژی نباشد. برخی از دانشمندان می‌گویند فقدان داده‌ها در مورد نشت هیدروژن و آسیب احتمالی که می‌تواند ایجاد کند، از جمله مشکلات این صنعت در حال ظهور است.

اگر هیدروژن به اتمسفر نفوذ کند، می‌تواند غلظت مولکول‌هایی را که گاز‌های گلخانه‌ای را در آنجا از بین می‌برند، کاهش دهد و مزایای زیست محیطی آن را خنثی کند. نبود فناوری برای نظارت بر نشت هیدروژن، می‌تواند یک نقطه کور بزرگ باشد.

وبر تاکید می‌کند: همانند سایر منابع هیدروژن، هیدروژن طبیعی باید با دقت مورد استفاده قرار گیرد تا خطرات ایمنی آن کاهش یابد و از نشت جلوگیری شود. اما ممکن است آنچنان که برخی معتقدند خطر زیست محیطی آن قابل توجه نباشد.

وی گفت: مطالعات ما در دانشگاه نشان می‌دهد تاثیر غیرمستقیم گرمایش کره زمین ناشی از انتشار هیدروژن فرار در مقایسه با اثرات چرخه عمر سایر گاز‌های گلخانه‌ای بسیار اندک است، بنابراین خطرات گلخانه‌ای ناشی از نشت هیدروژن ناخواسته، جزئی خواهد بود.

با این حال، نشت تنها نگرانی در هنگام انتقال هیدروژن نیست. هیدروژن به شکل گاز فضای زیادی را اشغال می‌کند و برای مایع شدن به دمای منفی ۲۵۳ درجه سانتیگراد نیاز دارد که می‌تواند بسیار گران باشد.

همچنین در خطوط لوله و سیستم‌های توزیع هیدروژن کمبود داریم. صنعت سوخت‌های فسیلی امیدوار است که درنهایت می‌تواند از طریق زیرساخت‌های موجود مانند خطوط لوله گاز حرکت کند. با این حال، دانشمندان می‌گویند که هیدروژن می‌تواند لوله‌های فلزی را بخورد و منجر به ترک خوردن آن‌ها شود.

مولکول‌های هیدروژن نه تنها بسیار کوچک‌تر و سبک‌تر از مولکول‌های موجود در متان هستند که مهار آن‌ها را سخت‌تر می‌کند، بلکه بسیار انفجاری‌تر از گاز طبیعی هستند که نگرانی‌های ایمنی را افزایش می‌دهد.

این‌ها برخی از دلایلی هستند که بسیاری از سازندگان پمپ‌های حرارتی و خودرو‌های برقی با باتری را بر جایگزین‌های مبتنی بر هیدروژن برتری می‌دهند. این سوخت می‌تواند برای وسایل نقلیه سنگین که به راحتی نمی‌توانند از باتری‌ها استفاده کنند، مانند کامیون ها، کشتی‌ها و هواپیما‌ها و همچنین صنعت فولاد و فرآیند‌های شیمیایی مانند تولید کود، مناسب‌تر باشد.