الکترولیزهای آب با دمای پایین - مزایا، تنگناها و چشم انداز

هیدروژن سبز (GH₂) از طریق الکترولیز آب در یک الکترولیز تولید می شود که با برق تجدیدپذیر، مانند باد، خورشیدی، آبی، حرارتی تغذیه می شود (<0.1٪ از تولید جهانی هیدروژن در مقابل 99٪ از سوخت های فسیلی). برخی از گزارش های اخیر بازار نشان می دهد که بین 400 تا 550 میلیون تن GH وجود دارد₂ با الکترولیز تولید خواهد شد که به 3000 تا 4000 گیگاوات الکترولیز نیاز دارد (حدود 3000 تا 4000 برابر افزایش ظرفیت الکترولیز تا سال 2050).

الکترولیزهای آب و به ویژه فناوری‌های الکترولیز آب با دمای پایین (LT-WE) به شدت به (i) مواد مورد استفاده، مانند کاتالیزورها، الکترولیت‌ها، جداکننده‌ها، الکترودها، لایه‌های انتقال متخلخل/لایه‌های انتشار گاز و (ii) دما و فشار کاری بستگی دارند. در حال حاضر، سه نوع اصلی LT-WE وجود دارد که عبارتند از: (i) الکترولیز کننده آب غشای تبادل پروتون (PEMWE)، (ب) الکترولیز آب قلیایی (AWE) و (iii) الکترولیز کننده آب غشای تبادل آنیونی (AEMWE). برای همه LT-WE، تحقیق و توسعه بیشتر در مواد و سیستم ها (به عنوان مثال تعادل کارخانه) مورد نیاز است تا کارایی، عملکرد و دوام را به شدت بهبود بخشد و همچنین هزینه ها را کاهش دهد.

این ارائه جدیدترین، مزایا، تنگناها (به عنوان مثال مواد خام حیاتی، غشاها، تخریب، هزینه ها)، استراتژی های کاهش هزینه (مواد، سطوح پشته و سیستم)، مسیرهای بالقوه برای غلبه بر مشکلات اصلی، و شاخص های کلیدی عملکرد و اهداف فناوری برای همه فناوری های LT-WE.

برونو جی پولت استاد شیمی در دانشگاه کبک à Trois-Rivières (UQTR)، مدیر آزمایشگاه هیدروژن سبز UQTR (GH2Lab)، معاون موسسه UQTR برای تحقیقات هیدروژن (IHR) و استاد کمکی انرژی های تجدیدپذیر در دانشگاه دانشگاه علم و صنعت نروژ (NTNU). او روی انرژی هیدروژن در بریتانیا، ژاپن، آفریقای جنوبی، نروژ و کانادا کار کرده است. او دارای دو کرسی تحقیقاتی معتبر است، کرسی تحقیقاتی NSERC Tier 1 Canada در تولید هیدروژن سبز، و کرسی تحقیقات انرژی های تجدیدپذیر Innergex (که بخشی از آن توسط وزارت اقتصاد و نوآوری کبک تامین می شود) با تمرکز بر نسل بعدی الکترولیزهای آب و فناوری های تولید هیدروژن. . او همچنین رئیس بخش هیدروژن سبز انجمن بین المللی انرژی هیدروژنی (IAHE) است. او اخیراً برای پیوستن به شورای مهندسین برای انتقال انرژی (CEET): یک شورای مشورتی مستقل برای دبیر کل سازمان ملل دعوت شد و جایزه IAHE Sir William Grove را به خاطر کار پیشگامانه خود در هیدروژن و پیل سوختی اعطا کرد. و فن آوری های الکترولیز.

پروفسور پولت دکترای خود را در شیمی فیزیک در دانشگاه کاونتری به پایان رساند و دکترای خود را در رشته الکتروکاتالیز در دانشگاه لیورپول انجام داد. تحقیقات او محدوده وسیعی از توسعه مواد جدید برای سلول‌های سوختی با دمای پایین و دستگاه‌های الکترولیز آب، تولید هیدروژن از آب‌های (غیر خالص)، مواد آلی و زباله‌های زیستی گرفته تا سیستم‌های پیل سوختی و الکترولیز، نمایشگرها و نمونه‌های اولیه را پوشش می‌دهد. تحقیقات او همچنین بر سونوگرافی و سونوالکتروشیمی برای تولید پیل سوختی و مواد الکترولیزر و بهبود فرآیندهای الکتروشیمیایی متمرکز است. او نویسنده دو کتاب است که بیش از 17 کتاب را ویرایش کرده و بیش از 25 فصل کتاب در مورد هیدروژن و پیل سوختی، سونوشیمی و سونوالکتروشیمی منتشر کرده است. او بیش از 200 سخنرانی اصلی را ارائه کرد و در رویدادهای بین المللی مختلف دعوت به گفتگو کرد.