ثورة في إعادة التدوير: الباحثون ينقذون المواد الخام القيمة من المحللات الكهربائية!

ثورة في إعادة التدوير: الباحثون ينقذون المواد الخام القيمة من المحللات الكهربائية!

إن البحث عن موارد مستدامة أمر بالغ الأهمية لمستقبل الطاقة في ألمانيا. وينصب التركيز بشكل خاص على المعادن الأرضية النادرة، والتي تعتبر ضرورية لإنتاج الهيدروجين. وفي هذا السياق، قال الباحثون في TU Bergakademie فرايبرغ وقد تم تطوير عمليات تعدينية مائية مبتكرة لاستعادة هذه المواد الخام القيمة من خلايا التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب. تحتوي الوحدة التي يبلغ إنتاجها 10 ميجاوات على حوالي 150 كيلوجرامًا من المعادن الأرضية النادرة مثل السكانديوم واللانثانوم والسيريوم.

لقد أثبت الفريق المحيط بالدكتور بيت فولس بالفعل في المختبر أن الطريقة تعمل مع 0.2 جرام فقط من مادة الخلية لكل تجربة. نعمل حاليًا على زيادة الكمية إلى 50 جرامًا من أجل زيادة كفاءة وفعالية عملية الاسترداد.

أساليب إعادة التدوير الجديدة للمحللات الكهربائية

بالتوازي مع هذه التطورات، بدأ الباحثون في جامعة فرايبرغ TU عملية إعادة تدوير مبتكرة أخرى بالتعاون مع معهد هيلمهولتز فرايبرغ لتكنولوجيا الموارد. الهدف من هذا المشروع، الذي يسمى رينانا ويرمز إلى "إعادة التدوير - الاستخدام المستدام للموارد"، هو استعادة المواد الخام القيمة من مصانع الهيدروجين التي تم إيقاف تشغيلها.

ومع معدل استرداد يصل إلى 90 بالمائة من المواد، فإن هذه العملية، التي تجمع بين تقنيات التعويم واستخراج الجسيمات، توفر إمكانات هائلة. كجزء من التوسع المخطط للمحللات الكهربائية لإنتاج الهيدروجين المستدام بيئيًا، أصبحت إعادة تدوير المواد الخام مثل البلاتين والإيريديوم والبلاديوم والنيكل ذات أهمية متزايدة. هذه المواد ليست باهظة الثمن فحسب، بل تعتبر أيضًا بالغة الأهمية نظرًا لتوفرها المحدود.

مستقبل إنتاج الهيدروجين في عصر إعادة التدوير

يلعب إنتاج الهيدروجين دورًا مركزيًا في تحول الطاقة. يتطلب الهيدروجين الأخضر الناتج عن التحليل الكهربائي للمياه من الطاقة المتجددة محفزات خاصة مثل تلك المستخدمة في المحللات الكهربائية PEM. من ناحية أخرى، تتطلب أجهزة التحليل الكهربائي ذات درجة الحرارة العالية النيكل والأتربة النادرة. يعد ضمان توريد هذه المواد الحيوية أحد التحديات الرئيسية في مجال تكنولوجيا التحليل الكهربائي على نطاق صناعي في ألمانيا.

كجزء من مشروع "إعادة التدوير - الاستخدام المستدام للموارد" (ReNaRe)، والذي يتم تنفيذه في إطار المشروع الرئيسي "H2Giga" التابع لـ BMBF، يتم البحث في تطوير مفاهيم إعادة التدوير لأنظمة التحليل الكهربائي القديمة. العمليات المستخدمة، بما في ذلك استخراج الجسيمات السائلة والتعويم التكتل، تمكن من الفصل الفعال للمواد المحبة للماء والكارهة للماء، وبالتالي تعد بمعدل استرداد مرتفع.

لا يمكن لهذه الأساليب المبتكرة أن تزيد من كفاءة تكلفة إنتاج الهيدروجين فحسب، بل يمكنها أيضًا ضمان أمن توريد المواد الخام المهمة على المدى الطويل. وفي السنوات المقبلة، سيتم إجراء تحليلات واسعة النطاق لدورة الحياة والدراسات التقنية والاقتصادية لتقييم آثار عمليات إعادة التدوير وتطوير قابليتها للتطبيق الصناعي، الأمر الذي يمكن أن يحدث ثورة في تكنولوجيا الهيدروجين بأكملها. Ingenieur.de ذكرت.