به همت محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر صورت گرفت؛

استفاده از فناوری پلاسمای سرد برای تولید هیدروژن از متان

۱۶ مرداد ۱۳۹۸ | ۱۵:۴۱ کد : ۴۹۲۳۵ دستاوردهای دانشگاه ها
تعداد بازدید:۲۳۱
محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از یک روش سبز، راهکاری برای تولید هیدروژن از متان برای صنایع پتروشیمی عرضه کردند.
استفاده از فناوری پلاسمای سرد برای تولید هیدروژن از متان

به گزارش اداره کل روابط عمومی وزارت علوم به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، مهسا خیرالهی‌وش، مجری طرح، با اشاره به وجود ذخایر گاز طبیعی در کشور، گفت: در اسناد بالادستی درزمینهٔ فاصله گرفتن از خام فروشی تأکید شده است ازاین‌رو ضرورت تبدیل گاز طبیعی به هیدروژن و کربن که از ارزش‌افزوده بالایی برخوردار هستند، احساس می‌شود و در این راستا مطالعاتی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر در دستور کار قرار دادیم.

وی " تولید هیدروژن از متان با استفاده از راکتور پلاسما سرد" را عنوان این تحقیق ذکر کرد و بابیان اینکه در انجام این تحقیق از طراحی نوینی از راکتور پلاسما برای این منظور استفاده شده، یادآور شد: گاز هیدروژن از دو جنبه " تأمین و ذخیره انرژی" و " صنعت پتروشیمی و پالایش" حائز اهمیت است. استفاده از گاز هیدروژن به‌عنوان یک حامل انرژی سازگار با محیط‌زیست موردتوجه قرار گرفته ضمن آنکه هیدروژن در توسعه صنعت پیل‌های سوختی نقش اساسی دارد.

خیرالهی‌وش استفاده از هیدروژن به‌عنوان خوراک واحدهای عملیاتی را از دیگر کاربردهای این گاز نام برد و اظهار کرد: طرح تولید هیدروژن از متان با استفاده از فناوری راکتور پلاسمای سرد با دو هدف "رقابت با صنعت روز دنیا در حوزه تولید پربازده هیدروژن" و "پوشش طیف گسترده‌ای از نیازهای صنعتی ایران" اجرایی شد.

مجری طرح با تأکید بر اینکه نتایج این تحقیق پنجره نوینی را به روی محققان حوزه فناوری پلاسما گشوده است تا بتوانند با شناسایی چالش‌های اساسی در این حوزه راهکارهایی را جهت افزایش بازدهی انرژی ارائه دهند، ادامه داد: نتایج حاصل از انجام آزمایشات با سامانه آزمایشگاهی آزمایشگاه پلاسما دانشکده مهندسی شیمی حکایت از موفقیت راهکارهای پیشنهادشده در افزایش بازدهی انرژی تولید هیدروژن با استفاده از راکتور پلاسما دارد.

وی بابیان اینکه تعریف این طرح بر مبنای نقشه راه توسعه فناوری آزمایشگاه پلاسما دانشکده مهندسی شیمی انجام پذیرفته است، یادآور شد: در تحقیقات کتابخانه‌ای و انجام آزمایشات اولیه، چالش‌های اساسی این حوزه شناسایی‌شده و ایده‌های خام اولیه جهت رفع چالش‌ها شکل گرفتند. بر این اساس راکتور پلاسما باقابلیت الکترودهای متحرک و ساختار عملیاتی منعطف طراحی و ساخته شد.

دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: با انجام آزمایشات، صحت ایده‌های مطرح‌شده در حوزه افزایش بازدهی انرژی تولید هیدروژن با استفاده از راکتور پلاسما مورد تائید قرار گرفت.

خیرالهی وش درعین‌حال با اشاره به پیچیدگی‌های علمی طرح‌های مرتبط با فناوری پلاسما در حوزه تبدیلات گازی گفت: درواقع استفاده از فناوری پلاسما برای تبدیل متان به هیدروژن یک فناوری "پلی‌تکنیک" است؛ چراکه در این زمینه نیاز به علوم مهندسی شیمی، مهندسی مکانیک، برق قدرت، برق الکترونیک، مواد و فیزیک در طراحی و ساخت به‌صورت یکپارچه است.

وی نتایج این مطالعات را قابل‌استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی- نیرو و انرژی ذکر کرد و گفت: هیدروژن در زمینه‌های مختلف مانند صنایع پتروشیمی به‌عنوان خوراک، صنایع نفت جهت سبک‌سازی نفت سنگین و درزمینهٔ پیل‌های سوختی استفاده می‌شود. کربن حاصل از این فرایند در صنایعی مانند کاتالیست، فوق جاذب‌ها، پلیمر و کامپوزیت، پوشش‌های خاص سطح و الکترونیک قابل‌استفاده است.

این محقق اضافه کرد: همچنین چند مقاله کنفرانس داخلی و خارجی تهیه شد و همچنین دو مقاله ISI حاصل از این طرح در مجلات هیدروژن-انرژی ( International journal of hydrogen energy ) پلاسما- شیمی و فرایند ( Plasma chemistry and plasma processing ) به چاپ رسیده است که این مقالات طرح پلاسمای متحرک را (به‌عنوان‌مثال استفاده از الکترود هلیکال) به‌عنوان راهکاری جهت نیل به بازدهی انرژی بالاتر معرفی کرده‌اند.

مجری طرح یادآور شد: در این پروژه همچنین برای اولین بار ایده نرخ پایین انتقال جرم بین فاز پلاسما و فاز گاز به‌عنوان عامل محدودکننده در میزان تبدیل متان معرفی شد و آزمایش‌هایی مبنی بر صحت این ادعا انجام شد.

وی اضافه کرد: نتایج حاصله از این طرح در راستای طراحی و پیاده‌سازی دیگر سامانه‌های آزمایشگاهی آزمایشگاه پلاسما دانشکده مهندسی شیمی به کار گرفته شد که در صورت تأمین مالی از طرف ارگان‌های دولتی یا بخش خصوصی امکان صنعتی شدن دارد.

خیراللهی‌وش با تأکید بر اینکه در این طرح تبدیل گاز طبیعی در دمای محیط و فشار اتمسفری و بدون نیاز به کاتالیست انجام شد، گفت: نه‌تنها این فناوری سازگار با محیط‌زیست و انتشار گاز دی‌اکسید کربن آن ناچیز است بلکه این روش موجبات کاهش هزینه‌های عملیاتی در تولید هیدروژن را فراهم می‌آورد.

وی با اشاره به مزیت‌های رقابتی این طرح، افزود: این طرح در مقایسه با روش‌های متداول تولید هیدروژن از بازدهی انرژی بیشتری برخوردار است، انتشار دی‌اکسید کربن را تا ۷۷ درصد کاهش می‌دهد که ازنظر محیط زیستی حائز اهمیت است و حجم عملیاتی کمتری دارد.

گفتنی است این طرح از سوی مهسا خیرالهی‌وش و به راهنمایی دکتر فریبرز رشیدی عضو هیئت‌علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شده است.

ل.س ۴۲/ ل.م ۵۴