هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی پاک با قابلیت جایگزینی سوخت‌های فسیلی، توجه بسیاری از محققان و صنعتگران را به خود جلب کرده است. با این حال، تولید هیدروژن با خلوص بالا و به صورت اقتصادی، یکی از چالش‌های اصلی در این زمینه است. فناوری نانو با ارائه راهکارهای نوین، تحولی شگرف در فرآیند تولید هیدروژن ایجاد کرده است. یکی از روش‌های مهم تولید هیدروژن، واکنش انتقال آب-گاز (WGS) است. در این واکنش، مونوکسید کربن (CO) موجود در گاز سنتز با بخار آب واکنش داده و دی‌اکسید کربن و هیدروژن تولید می‌کند. برای تسریع این واکنش از کاتالیست استفاده می‌شود. نانوکاتالیست‌ها به دلیل سطح ویژه بالا، فعالیت کاتالیستی بالا و خواص منحصر به فرد، نقش بسیار مهمی در واکنش WGS ایفا می‌کنند. با استفاده از نانوکاتالیست‌ها، می‌توان:
- سرعت واکنش را افزایش داد: افزایش سطح ویژه نانوکاتالیست‌ها، باعث افزایش تعداد مراکز فعال و در نتیجه افزایش سرعت واکنش می‌شود.
- دمای واکنش را کاهش داد: برخی از نانوکاتالیست‌ها، به ویژه نانوکاتالیست‌های مبتنی بر مس، در دمای پایین‌تر نسبت به کاتالیست‌های سنتی فعال هستند.
- انتخاب‌پذیری واکنش را بهبود بخشید: نانوکاتالیست‌ها می‌توانند واکنش مورد نظر را با انتخاب‌پذیری بالاتری انجام دهند و از تشکیل محصولات جانبی ناخواسته جلوگیری کنند.
با وجود مزایای فراوان، فناوری نانو در تولید هیدروژن با چالش‌هایی نیز همراه است. از جمله این چالش‌ها می‌توان به هزینه بالای تولید برخی از نانومواد، پایداری طولانی مدت نانوکاتالیست‌ها در شرایط عملیاتی و اثرات محیط‌زیستی احتمالی نانوذرات اشاره کرد. با این حال، با توجه به اهمیت تولید هیدروژن به عنوان یک انرژی پاک و با توسعه تحقیقات در زمینه فناوری نانو، انتظار می‌رود که این چالش‌ها برطرف شده و فناوری نانو نقش مهمی در توسعه اقتصاد هیدروژنی ایفا کند.
در این گزارش به بررسی این موضوع پرداخته شده است.
گزارش صنعتی کاربرد نانوکاتالیست‌های انتقال آب-گاز بر افزایش خلوص هیدروژن
