هناك بعض التقدم العلمي الذي يتغير أقل في العرض أكثر من النسبة. لا شيء مرئي ينفجر، ولا يتغير الأفق، ومع ذلك تتغير هندسة الإمكانية بشكل طفيف. في ويلينغتون، حيث يعد نسيم الميناء تذكيرًا يوميًا بأن الطاقة دائمًا في حركة، أعلن الباحثون في مختبر تقني محلي عن اختراق في كثافة تخزين خلايا الوقود الهيدروجينية، وهي خطوة قد تسمح بتخزين مزيد من الطاقة في مساحة أقل ونقلها بعيدًا إلى الأنظمة التي تحتاجها أكثر.
تكمن الأهمية في مفارقة طويلة الأمد للهيدروجين نفسه. من حيث الكتلة، هو واحد من أكثر الوقود غنى بالطاقة المعروف؛ ومن حيث الحجم، كان دائمًا صعبًا، مضطربًا، ويتطلب مساحة كبيرة. تتطلب أنظمة الغاز المضغوط التقليدية خزانات ثقيلة وضغوطًا عالية، بينما تفرض التخزين بالتبريد تكاليف تبريد مرتفعة. يبدو أن الاختراق في ويلينغتون يركز على هياكل تخزين قائمة على المواد ومركبات متقدمة، مما يزيد من الكثافة الحجمية مع الحفاظ على خصائص تسليم خلايا الوقود السريعة. بمعنى عملي، يعني ذلك أن نفس المركبة أو وحدة الطاقة الاحتياطية أو نظام خلايا الوقود الثابتة يمكن أن يعمل لفترة أطول دون زيادة المساحة المطلوبة.
ما يعطي هذا التطور صدى أعمق هو المكان. لقد تم تشكيل مستقبل الهيدروجين في نيوزيلندا بشكل متزايد من خلال ممرات التصدير، ومشاريع صناعية خضراء، والنقل الثقيل المنخفض الكربون، ومع ذلك يبقى التخزين هو عنق الزجاجة الهادئ تحت كل ذلك. إن وسيلة التخزين الأكثر كثافة تغير من اقتصاديات التنقل ومرونة الشبكة على حد سواء. يمكن للشاحنات تمديد المدى، ويمكن للموانئ تقليل ساحات التخزين، ويمكن الاحتفاظ بالزيادة في الطاقة المتجددة بشكل أكثر عملية من خلال التغيرات الموسمية. في ويلينغتون—حيث تتقاطع السياسات والهندسة واستراتيجية الطاقة الوطنية غالبًا—يبدو أن الاختراق أقل كونه نتيجة مختبر معزولة وأكثر كونه مفصل مفقود في انتقال أوسع.
هناك أيضًا شيء شبه معماري في المشكلة التي يتم حلها. لقد طلب الهيدروجين دائمًا من البنية التحتية أن تفسح له المجال: مساحة في الخزانات، مساحة في الأنابيب، مساحة في buffers الأمان والأنظمة الحرارية. إن زيادة كثافة التخزين هي وسيلة لإعطاء تلك الطاقة نفسها مطالبة مادية أصغر على العالم. تبقى الجزيئات كما هي، لكن المساحات من حولها تبدأ في التغيير—وحدات نقل أخف، أنظمة إعادة تعبئة أكثر إحكامًا، ووحدات خلايا وقود محمولة قادرة على دعم العمليات الميدانية البعيدة، أو الأنظمة البحرية، أو شبكات المرونة في مواجهة الكوارث.
من الصعب تجاهل التوقيت الأوسع. مع تسريع مبادرات ممر الهيدروجين في نيوزيلندا واعتماد معايير جديدة الآن لسلامة المعدات، تصل تحسينات كثافة التخزين في اللحظة الدقيقة التي يبدأ فيها الحجم في أن يكون له أهمية. يمكن أن تتحرك الإنتاج والسياسات بسرعة، ولكن بدون تخزين مضغوط، يكافح الوقود للسفر بكفاءة من خلال اللوجستيات الواقعية. قد يثبت بحث ويلينغتون أنه الأكثر أهمية ليس في النظرية، ولكن في التنفيذ.
قال الباحثون إن المرحلة التالية ستركز على التحقق من المتانة، ودورات الحرارة، والتكامل في أنظمة خلايا الوقود التجارية للنقل الثقيل وتخزين الطاقة الموزعة. إذا تم تحقيق الأداء بنجاح، فإن منصة التخزين ذات الكثافة الأعلى قد تحسن بشكل كبير من جدوى استخدام الهيدروجين عبر شبكة الطاقة النظيفة المتنامية في نيوزيلندا.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي هذه الرسوم التوضيحية هي تمثيلات مفاهيمية تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي لأبحاث تخزين الهيدروجين وليست صورًا فعلية لمختبر أو نموذج أولي.
تحقق من المصدر (تغطية موثوقة متاحة): جامعة فيكتوريا في ويلينغتون، معهد روبنسون للأبحاث، MBIE، مجلس الهيدروجين في نيوزيلندا، المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين.