انقلاب هیدروژنی در نروژ؛ غشای ۱۰ میکرومتری که بازی را عوض می‌کند! – تجارت نیوز
در بحبوحه تلاش‌های جهانی برای گذار به انرژی‌های پاک، هزینه بالای ساخت پیل‌های سوختی هیدروژنی همواره مانعی بزرگ بوده است. اما اکنون، دانشمندان نروژی در موسسه SINTEF با طراحی غشای فوق نازک ۱۰ میکرومتری و کاهش چشمگیر مصرف پلاتین، گامی مهم در جهت کاهش ۲۰ درصدی هزینه‌ها و افزایش کارایی این فناوری برداشته‌اند. این نوآوری می‌تواند آینده حمل‌ونقل سنگین، دریایی و هوایی را متحول و مسیر را برای آینده‌ای سبزتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر هموار کند.
به گزارش تجارت نیوز، در حالی که جهان با سرعت به سوی آینده‌ای پایدارتر و عاری از سوخت‌های فسیلی حرکت می‌کند، فناوری‌های انرژی پاک مانند پیل‌های سوختی هیدروژنی نقش فزاینده‌ای در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا می‌کنند. اما یکی از بزرگ‌ترین موانع برای گسترش این فناوری، هزینه بالای ساخت آن است. اکنون دانشمندان نروژی در موسسه تحقیقاتی SINTEF موفق شده‌اند با طراحی غشای فوق نازک جدید، گامی مهم در کاهش هزینه‌ها و افزایش بازدهی این فناوری بردارند. این نوآوری می‌تواند آینده حمل‌ونقل، به‌ویژه در حوزه‌هایی مانند حمل‌ونقل سنگین، دریایی و حتی هوایی، را متحول کند.
غشای ۱۰ میکرومتری؛ نازک‌تر از همیشه، سبک‌تر از کاغذ
پژوهشگران SINTEF از ساخت یک غشای جدید در پیل‌های سوختی هیدروژنی خبر داده‌اند که تنها ۱۰ میکرومتر ضخامت دارد؛ یعنی حدود ۳۳ درصد نازک‌تر از غشاهای استاندارد فعلی که ۱۵ میکرومتر هستند. برای مقایسه بهتر، یک برگه کاغذ A4 معمولی حدود ۱۰۰ میکرومتر ضخامت دارد. بنابراین، این غشای جدید تقریباً ۱۰ برابر نازک‌تر از یک برگ کاغذ است.
این کاهش ضخامت در حالی رخ داده که هیچ گونه افتی در عملکرد پیل سوختی گزارش نشده است. دلیل این موضوع، تمرکز اصلی عملکرد بر مقاومت بین سطحی غشاست و نه مقاومت حجمی، که در ضخامت‌های کمتر از ۱۵ میکرومتر تأثیر چندانی ندارد.
کاهش ۲۰ درصدی هزینه‌ها و کاهش ۳۳ درصدی آلاینده‌های شیمیایی
این غشای جدید نه‌تنها عملکرد دستگاه را حفظ کرده، بلکه به طرز چشمگیری هزینه ساخت را نیز کاهش داده است. طبق گزارش‌های SINTEF، تنها همین تغییر باعث کاهش ۲۰ درصدی در هزینه غشا شده است. علاوه بر آن، میزان استفاده از پلیمرهای فلوئوردار (PFAS) که از آلاینده‌های شیمیایی خطرناک محسوب می‌شوند نیز به میزان ۳۳ درصد کاهش یافته است. این مواد به دلیل خطرات محیط‌زیستی و بهداشتی، در اتحادیه اروپا تحت نظارت جدی قرار دارند.
کاهش ۶۲.۵ درصدی مصرف پلاتین؛ یک گام به سوی پایداری
یکی دیگر از جنبه‌های مهم این پروژه، کاهش چشمگیر مصرف پلاتین در بخش کاتالیزور پیل سوختی است. پلاتین ماده‌ای نادر و گران‌قیمت است که عمدتاً خارج از اروپا استخراج می‌شود. در این تحقیق، محققان موفق شدند میزان پلاتین را تا ۶۲.۵ درصد کاهش دهند، بدون اینکه عملکرد دستگاه تحت تأثیر قرار گیرد.
آنها با بازطراحی ساختار میکروسکوپی کاتالیزورها، توانستند انرژی مورد نیاز را با مقدار بسیار کمتری از این فلز گران‌قیمت تأمین کنند. این موفقیت می‌تواند به کاهش هزینه‌های کلی پیل‌های سوختی و کاهش وابستگی به منابع خارجی کمک شایانی کند.
مزیت بزرگ برای حمل‌ونقل سنگین، دریایی و هوایی
با وجود اینکه پیل‌های سوختی هیدروژنی تنها بخار آب منتشر می‌کنند و هیچ گاز گلخانه‌ای از خود تولید نمی‌کنند، هزینه‌های بالای ساخت مانعی جدی برای کاربرد گسترده آنها بوده است. اما نوآوری جدید می‌تواند این موانع را از سر راه بردارد.
کاربرد این فناوری به‌ویژه در حمل‌ونقل سنگین مانند کامیون‌ها، کشتی‌ها و حتی هواپیماها می‌تواند تحولی بزرگ ایجاد کند؛ چرا که این وسایل به انرژی زیادی نیاز دارند و استفاده از باتری‌های معمولی برای آنها دشوار است.
گام مهمی به سوی آینده‌ای سبزتر و اقتصادی‌تر
به نقل از IE، پیشرفت‌های جدید در طراحی غشای فوق نازک و کاهش مصرف فلزات گران‌قیمت مانند پلاتین، نشان‌دهنده تحول عمیقی در فناوری پیل‌های سوختی هیدروژنی است. با کاهش ۲۰ درصدی هزینه‌ها و افزایش پایداری محیط‌زیستی، این نوآوری می‌تواند انرژی پاک را یک گام دیگر به کاربردهای گسترده‌تر نزدیک کند.
اگر این فناوری‌ها از مرحله آزمایشگاهی عبور کنند و به تولید انبوه برسند، نقش حیاتی در کاهش آلودگی، مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی ایفا خواهند کرد. این راهکارها نشان می‌دهند آینده انرژی می‌تواند هم سبزتر و هم مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد.
