นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการเปลี่ยนไฮโดรเจนจากแอมโมเนีย

แนวคิดในการใช้แอมโมเนียเป็นพาหะในการส่งไฮโดรเจนได้รับแรงผลักดันในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ความนิยม ความจริงก็คือสารประกอบอนินทรีย์ไบนารีนี้ทำให้กลายเป็นของเหลวได้ง่ายกว่าไฮโดรเจนมาก ซึ่งหมายความว่าจัดเก็บและขนส่งได้ง่ายขึ้น 

ในการเปลี่ยนแอมโมเนียนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่มีลักษณะเฉพาะด้วยเมมเบรนที่นำโปรตอนและรวมเข้ากับตัวเร่งปฏิกิริยาความแตกแยก

ประการแรก แอมโมเนีย "มาบรรจบกัน"ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่แยกออกเป็นไนโตรเจนและไฮโดรเจน ไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะถูกแปลงเป็นโปรตอนทันที ซึ่งจากนั้นจะถูกเคลื่อนที่ด้วยไฟฟ้าผ่านเมมเบรนในเซลล์ไฟฟ้าเคมี นักวิทยาศาสตร์ผลักดันปฏิกิริยานี้ให้ไกลขึ้นเรื่อยๆ โดยการกำจัดไฮโดรเจนออกอย่างต่อเนื่อง ปฏิกิริยาประเภทนี้เรียกว่าหลักการเลอชาเตอลิเยร์-บราวน์ ด้วยการเอาไฮโดรเจนซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์สลายแอมโมเนียออก กระบวนการนี้จะก้าวไปไกลกว่าที่ตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วไปสามารถทำได้

ไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ธาตุ. เช่นเดียวกับแบตเตอรี่เซลล์เชื้อเพลิงสร้างกระแสไฟฟ้าโดยการแปลงพลังงานจากปฏิกิริยาเคมี ต่างจากแบตเตอรี่คือผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตราบเท่าที่มีเชื้อเพลิงและไม่เสียประจุ ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสะอาดที่เมื่อบริโภคแล้วจะผลิตน้ำเป็นเพียงผลพลอยได้ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เกิดความแตกต่างจากซากดึกดำบรรพ์ซึ่งผลพลอยได้ - คาร์บอนไดออกไซด์มีเทนและไนตรัสออกไซด์จะเปลี่ยนสภาพอากาศและทำให้โลกร้อนขึ้น

วิธีการใหม่นี้โดดเด่นด้วยความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมไฟฟ้าทดแทนใช้เพื่อเปลี่ยนแอมโมเนียเป็นไฮโดรเจนแทนความร้อนจากเชื้อเพลิงฟอสซิล กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าวิธีการย่อยอาหารแบบเดิม (250 ° C แทน 500 ° C-600 ° C) นอกจากนี้เทคโนโลยีใหม่นี้ยังสร้างไฮโดรเจนบริสุทธิ์ที่ไม่จำเป็นต้องแยกออกจากแอมโมเนียที่ไม่ได้ทำปฏิกิริยาหรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ กระบวนการนี้ยังมีประสิทธิภาพ - กระแสไฟฟ้าทั้งหมดที่จ่ายให้กับอุปกรณ์จะผลิตไฮโดรเจนโดยตรงโดยไม่มีการสูญเสียใด ๆ สำหรับปฏิกิริยาปรสิต

ผู้เขียนศึกษาคาดการณ์ใหม่ว่าเทคโนโลยีสามารถเปลี่ยนแปลงภาคการขนส่งได้อย่างมาก ในปี 2018 การเคลื่อนย้ายของผู้คนและสินค้าโดยรถยนต์รถบรรทุกรถไฟเรือเครื่องบินและยานพาหนะอื่น ๆ คิดเป็น 28% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในอเมริกาเหนือตามรายงานของ US EPA ซึ่งมากกว่าภาคอื่น ๆ ทางเศรษฐกิจ

อ่านเพิ่มเติม

พบหลุมดำรูปแบบใหม่ที่ไม่เข้ากับทฤษฎีสัมพัทธภาพ

การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาทดแทนทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะไรคือสาระสำคัญของ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง"?

ไนโตรเจนและไฮโดรเจน

เซลล์ไฟฟ้าเคมีจะวัดกระแสที่เกิดจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของสารมลพิษในชั้นบรรยากาศแต่ละชนิดที่อิเล็กโทรดวัด

หน้าที่หลักของเมมเบรนที่นำโปรตอนคือการถ่ายโอนไปยังบริเวณแคโทดของโปรตอนที่เกิดจากไฮโดรเจนไอออไนเซชันที่ขั้วบวก นอกจากนี้เมมเบรนที่นำโปรตอนทำหน้าที่เป็นตัวแยกก๊าซโดยจะตัดด้านแอโนดของหน่วยอิเล็กโทรไลต์เมมเบรนออกจากด้านแคโทดเมื่อก๊าซถูกส่งผ่าน

ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารที่เปลี่ยนอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและไม่รวมอยู่ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย