تولید هیدروژن از آلومینیوم و آب

به‌‌گزارش باشگاه آلومینیوم، اگرچه کشورها آرزو دارند که از سوخت‌های فسیلی فاصله بگیرند و میزان انتشار کربن خود را به حداقل برسانند اما محدودیت‌هایی درمورد انرژی‌های تجدیدپذیر به چشم می‌خورد. سوخت‌های جایگزین مانند هیدروژن هنوز به توسعه نیاز دارند. پژوهشگران دانشگاه "ام.آی.تی "(MIT)، راه ساده‌ای برای تولید سوخت هیدروژن یافته‌اند که در آن از آلومینیوم و آب استفاده می‌شود.

هیدروژن، این ظرفیت را دارد که جایگزین سوخت‌های فسیلی در موتورهای موشک شود تا برای تولید برق و حتی ذخیره بلندمدت انرژی به‌کار برود. با وجود این، هیدروژن برای استفاده گسترده باید از محل تولید به محل استفاده منتقل شود که درحال‌حاضر، مبتنی بر سوخت فسیلی است. به‌علاوه حتی تولید هیدروژن، به انتشار گازهای گلخانه‌ای منجر می‌شود که در درجه نخست، هدف به‌کارگیری هیدروژن را برآورده می‌سازد.

دکتر "لورین مروئه "(Laureen Meroueh)، پروفسور "داگلاس هارت"(Douglas Hart)  و پروفسور "توماس ایگر "(Thomas Eager)، پژوهشگران دانشگاه ام.آی.تی در این پژوهش نشان داده‌اند که هیدروژن را می‌توان به‌واسطه واکنش آلومینیوم با آب تولید کرد. این واکنش در دمای معمولی اتاق رخ می‌دهد و به تشکیل هیدروکسید آلومینیوم و انتشار گاز هیدروژن منجر می‌شود.

دو دلیل عمده وجود دارد که چرا امروزه معمولاً از این واکنش استفاده نمی‌شود. یکی این است که آلومینیوم با اکسیژن موجود در هوا، راحت‌تر واکنش نشان می‌دهد و به تشکیل‌دادن اکسید آلومینیوم می‌پردازد. این ترکیب از واکنش آلومینیوم با آب پیشگیری می‌کند؛ بنابراین برای رخ‌دادن واکنش، کافی است لایه بالایی اکسید آلومینیوم برداشته شود و آلومینیوم در آب بیفتد. باید اطمینان حاصل شود که اکسید آلومینیوم دوباره تشکیل نشده است.

از سوی دیگر، آلومینیوم خالص نیز می‌تواند برای واکنش مورد استفاده قرار بگیرد اما انرژی بالایی را مصرف می‌کند و با محیط زیست سازگار نیست. آلومینیوم در اقلام مورد استفاده روزمره مانند قوطی نوشابه به‌کار می‌رود و اغلب به‌صورت ضایعات باقی می‌ماند. بنابراین، پژوهشگران تصمیم گرفتند از ضایعات آلومینیوم برای تأمین سوخت استفاده کنند اما آلومینیوم به‌کار رفته در این اقلام، اغلب با عناصر دیگری مانند سیلیکون، منیزیم یا هردو ترکیب می‌شود تا به آن، ویژگی‌های بیشتری مانند مقاومت دربرابر خوردگی و استحکام را ببخشد.

پژوهشگران برای مقابله با چالش پیشگیری از تشکیل اکسید آلومینیوم، از اطلاعات آزمایش‌های پیشین استفاده کردند و ضایعات آلومینیوم را رنگ‌آمیزی کرند تا در حالت مایع در دمای اتاق باقی بماند، به اکسید آلومینیوم نفوذ کند و به هیدروژن اجازه انتشار بدهد. مروئه گفت: نکته جالب این است که این ترکیب، با آلومینیوم واکنش نشان نمی‌دهد و در پایان فرآیند می‌توان آن‌را بازیابی کرد و دوباره مورد استفاده قرار داد.

این پژوهش نشان داده است که آلومینیوم را می‌توان به‌عنوان منبع هیدروژن مورد استفاده قرار داد و با آسودگی ذخیره و حمل کرد.

این پژوهش در راستای کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از سوخت فسیلی بوده و امید آن می‌رود که تولید انبوه ممکن شود.