ما هو تكسير الميثانول وكيف يولد الهيدروجين؟

تستمر الحاجة إلى الهيدروجين الفعال من حيث التكلفة في الموقع في النمو عبر مختلف الصناعات، من علم الفلزات إلى الإلكترونيات. في حين أن التحليل الكهربائي وتكسير الأمونيا من الطرق الشائعة، فإن تكسير الميثانول يوفر حلاً فعالاً ومضغوطًا آخر لتوليد الهيدروجين. ولكن ما هو تكسير الميثانول بالضبط، وكيف تنتج هذه العملية الهيدروجين؟

تكسير الميثانول، المعروف أيضًا باسم إصلاح الميثانول أو إصلاح الميثان بالبخار، هو عملية كيميائية تحول الميثانول (CH₃OH) والماء (H₂O) إلى خليط يتكون في المقام الأول من الهيدروجين (H₂) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) وكمية صغيرة من أول أكسيد الكربون (CO). يحدث هذا التفاعل في درجات حرارة مرتفعة (عادةً 200-300 درجة مئوية أو 392-572 درجة فهرنهايت) وضغوط، في وجود محفز.

التفاعل الكيميائي الأساسي لإصلاح بخار الميثانول هو:

CH₃OH + H₂O → 3H₂ + CO₂

قد يحدث أيضًا تفاعل ثانوي، يُعرف باسم تفاعل إزاحة الغاز المائي، والذي يحول أول أكسيد الكربون إلى H₂ و CO₂ إضافيين:

CO + H₂O → H₂ + CO₂

بعد عملية التكسير، يتم عادةً إرسال خليط الغاز الناتج (الذي غالبًا ما يسمى "إعادة التشكيل") عبر خطوة تنقية، والأكثر شيوعًا وحدة PSA (امتصاص التأرجح بالضغط)، لإزالة CO₂ و CO، مما يؤدي إلى الحصول على هيدروجين عالي النقاء مناسب لمختلف التطبيقات.

لماذا يولد تكسير الميثانول الهيدروجين بكفاءة؟

بصمة صغيرة: تعتبر أجهزة إصلاح الميثانول بشكل عام أكثر إحكاما من تقنيات توليد الهيدروجين الأخرى ذات السعة المماثلة، مما يجعلها مثالية للتركيبات المقيدة بالمساحة.

تخزين ونقل المواد الأولية بسهولة أكبر: الميثانول سائل في درجة حرارة وضغط الغرفة، مما يجعله أسهل وأكثر أمانًا وفعالية من حيث التكلفة للتخزين والنقل مقارنة بالهيدروجين الغازي أو حتى الأمونيا.

إنتاجية عالية للهيدروجين: يمكن لعملية التكسير أن تنتج كمية كبيرة من الهيدروجين من حجم صغير نسبيًا من الميثانول.

فعال من حيث التكلفة: بالنسبة للعديد من التطبيقات الصناعية، وخاصة تلك التي تتطلب هيدروجين عالي النقاء، يمكن أن يكون تكسير الميثانول في الموقع حلاً أكثر اقتصادية من شراء الهيدروجين الذي يتم تسليمه أو طرق التوليد البديلة.

الموثوقية: وحدات تكسير الميثانول قوية ولها موثوقية مثبتة في التشغيل الصناعي المستمر.

تطبيقات متعددة الاستخدامات: الهيدروجين عالي النقاء المتولد مناسب للعديد من الاستخدامات، بما في ذلك:

خلايا الوقود: لتطبيقات الطاقة في السيارات والثابتة والمحمولة.

المعالجة الحرارية: توفير جو مختزل للعمليات المعدنية.

تصنيع الإلكترونيات: لبيئات الغرف النظيفة وتصنيع أشباه الموصلات.

المختبرات: كغاز ناقل أو غاز وقود.

باختصار، يوفر تكسير الميثانول طريقة عملية وفعالة ومضغوطة لتوليد الهيدروجين في الموقع. من خلال الاستفادة من الخصائص المريحة للميثانول السائل كمادة أولية، توفر هذه التكنولوجيا للشركات مصدرًا موثوقًا وفعالًا من حيث التكلفة للهيدروجين عالي النقاء لتلبية متطلباتها الصناعية الهامة.