طور الباحثون في جامعة رايس في ولاية تكساس في الولايات المتحدة الأميركية طريقة جديدة لإنتاج الهيدروجين من نفايات البلاستيك التي يمكن أن تطور صناعة الهيدروجين الأخضر الناشئة وتساعد على تسريع الجهود العالمية ل إزالة الكربون.
وتستند مرحلة الإنتاج على عملية معالجة متقدمة تشمل تسخين نفايات البلاستيك إلى درجات حرارة عالية للغاية في فترة زمنية قصيرة جداً، وتُعرف هذه العملية بالتسخين الوميضي.
وتؤدي درجات الحرارة العالية إلى اندماج ذرات الكربون الموجودة في البلاستيك معاً لتكوين الغرافين، وهي مادة عالية القيمة، بالإضافة إلى إطلاق مزيج من الغازات المتطايرة، بما في ذلك الهيدروجين.
والغرافين هو المادة الأقل سمكاً على الإطلاق حتى الآن، إذ يعادل سمكها ذرة كربون واحدة فقط، وتعتبر إحدى أمتن المواد المعروفة، ومن موصلات الكهرباء المعادلة للنحاس وهو الأفضل في هذا المجال على الإطلاق.
وتوصل الباحثون إلى احتمال إنتاج غاز الهيدروجين عالي الإنتاجية والغرافين عالي القيمة من نفايات البلاستيك المختلطة التي لا تحتاج إلى فرز حسب النوع أو غسل، وهذا يجعل العملية مجدية اقتصادياً، حيث إن الإيرادات الناتجة عن بيع الغرافين يمكن أن تعوض تكلفة إنتاج الهيدروجين.
وبالإضافة إلى كون هذه العملية مجدية من حيث التكلفة، فإن عملية التسخين الوميضي هي أيضاً صديقة للبيئة لا يطلق خلالها أي ثاني أكسيد الكربون، كما تساعد على تقليل النفايات البلاستيكية.
ويعد تطوير هذه الطريقة الجديدة لإنتاج الهيدروجين من نفايات البلاستيك إنجازاً كبيراً، حيث سيعزز عملية جعل الهيدروجين الأخضر متاحاً وبأسعار معقولة، ويمكن أن يساعد في تسريع الانتقال إلى مستقبل الطاقة النظيفة.
التأثير المحتمل على صناعة الهيدروجين الأخضر وجهود إزالة الكربون
لا تزال صناعة الهيدروجين الأخضر في مراحلها الأولى من التطور، لكنها تتمتع بالقدرة على لعب دور رئيسي في الجهود العالمية لإزالة الكربون.
ويُعدّ الهيدروجين الأخضر وقوداً نظيف الاحتراق يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء وتشغيل المركبات وإنتاج الحرارة، ويمكن استخدامه أيضاً لتخزين الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بعد أن كانت التكلفة العالية لإنتاج الهيدروجين الأخضر أحد العوائق الرئيسية أمام انتشاره كوقود مستدام وبديل للوقود الأحفوري على نطاق عالمي.
وبالتالي فإن الطريقة الجديدة لإنتاج الهيدروجين من نفايات البلاستيك يمكن أن تساعد في التغلب على هذا العائق عبر جعل الهيدروجين الأخضر ميسور التكلفة، وبالتالي تسرّع الانتقال إلى مستقبل الطاقة النظيفة.
التحديات والفرص
وعلى الرغم من أن الاختراع الجديد لإنتاج الهيدروجين من نفايات البلاستيك يعد تطوراً واعداً، تبقى بالطبع بعض التحديات التي تجب معالجتها قبل التسويق التجاري، وهو أن العملية تتطلب الكثير من الطاقة.
لكن يمكن التغلب على هذا التحدي باستخدام الطاقة المتجددة لتشغيل هذه العملية.
ومن بين التحديات أيضاً أن سوق الغرافين لا تزال صغيرة نسبياً، ومع ذلك من المتوقع أن ينمو الطلب على الغرافين في السنوات القادمة، حيث يتم استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات والصناعات بما في ذلك الإلكترونيات والبطاريات والمواد المركبة.