قدمت استفاده از بنزین، گازوئیل و سوخت‌های فسیلی به قدمت استفاده از خودرو‌ها برمی گردد، اما با توجه به بروز آسیب‌های زیست محیطی (که استفاده از سوخت‌های فسیلی عامل بسیاری از این آلودگی هاست) و پیشرفت فناوری که این روز‌ها به هر عرصه‌ای رسوخ کرده است شاهد تولید و ساخت سوخت‌های تجدیدپذیر هستیم که کشور ما نیز از این عرصه عقب نمانده و محققان کشور در آن ورود کرده اند. یکی از این عرصه‌ها تولید انرژی هیدروژن است.

انرژی هیدروژن چیست؟

تصور کنید که یک سوخت حرارتی آنقدر پاکیزه باشد که وقتی در اجاق خانه شما می‌سوزد نیازی به دودکش نداشته باشد. سوخت موتور یک وسیله نقلیه را در نظر بگیرید که آنقدر تمیز می‌سوزد که آب خارج شده از موتور آن قابل مصرف است. یک دستگاه ذخیره انرژی را در نظر بگیرید که آلودگی ایجاد نمی‌کند و گاز گلخانه‌ای، باران اسیدی و اثرات خورندگی شیمیایی ایجاد نکرده و هیچ دودی به صورت رد پا بر جای نمی‌گذارد، هیچگونه پسماند رادیواکتیوی ندارد و در عمل از هیچ منبع سوخت طبیعی استفاده نمی‌کند.

انرژی هیدروژن جز انرژی‌های تجدید پذیر است و هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک و پایدار به حساب می‌آید. پیش‌بینی می‌شود سلول سوختی در قرن ۲۱ برای حمل و نقل و انتقال انرژی مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه، هیدروژن عمدتاً در تولید آمونیاک، پالایش نفت و ساخت متانول مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این گاز در برنامه های فضایی ناسا، به عنوان سوخت در سفینه‌های فضایی و در پیل‌های سوختی که گرما، برق و آب آشامیدنی برای فضانوردان تولید می‌کنند نیز استفاده می‌شود. پیل‌های سوختی ابزار‌هایی هستند که هیدروژن را مستقیماً به برق تبدیل می‌کنند. در آینده، می‌توان از هیدروژن به عنوان سوخت خودرو‌ها و هواپیما‌ها استفاده نموده و همچنین با به‌کارگیری این عنصر، برق مصرفی خانه‌ها و ادارات را تأمین کرد.

یک ایستگاه سوخت هیدروژنی می‌تواند دقیقا مانند پمپ بنزین‌های معمولی، هیدروژن موردنیاز خود را از طریق تانکر‌های بزرگ و تریلر‌های سوخت دریافت کند، اما یک تفاوت مثبت بسیار مهم دارد؛ هرچند تولید بنزین نیازمند پالایشگاه، فناوری خاص و سرمایه‌گذاری سنگین است، تولید هیدروژن چندان سخت نیست و می‌تواند در همان محل ایستگاه از آب یا گاز طبیعی گرفته شود. از سویی دیگر هیدروژن به آسانی می‌تواند در یک پالایشگاه تولید و از طریق لوله‌کشی به ایستگاه های سوخت‌گیری فرستاده شود.

به طور خلاصه سوخت هیدروژن که به آن پیل سوختی نیز گفته می‌شود، از ترکیب هیدروژن با اکسیژن محیط، برق تولید می‌کند که انرژی لازم برای پیشرانه الکتریکی خواهد بود. خودرو‌های هیدروژنی باتری‌هایی به مراتب کوچک‌تر و سبک‌تر از باتری موجود در خودرو‌های برقی و هیبریدی به همراه دارند که فقط در هنگام شتاب‌گیری وارد عمل می‌شوند. از سویی دیگر مقدار ناچیزی آب که حاصل واکنش هیدروژن و اکسیژن است نیز به عنوان ماده‌ی زائد به محیط پس داده می‌شود. در این میان تنها چالش بر سر راه همه‌گیر شدن این فناوری، تأمین هیدروژن مورد نیاز برای خودرو‌های پیل سوختی است.

استفاده از نانوشیمی سبز برای ذخیره‌سازی گاز هیدروژن

پژوهشگران دانشگاه کاشان نانوساختار‌هایی تولید کردند که می‌تواند برای ذخیره‌سازی گاز هیدروژن استفاده شود. این نانوساختار‌ها از مواد غیرسمی و دوستدار محیط‌زیست با استفاده از روشی آسان، موثر و سبز ساخته شده و پایداری مناسب داشته و به‌طور مطلوب، مفید و قابلیت استفاده در فرآیند ذخیره هیدروژن به عنوان سوخت پاک را دارا است.

در این کار تحقیقاتی با کاربرد روش‌های شیمی سبز، نانوساختار‌هایی سنتز شده‌اند که می‌توانند جهت ذخیره سازی گاز هیدروژن مورد استفاده قرار گیرند. هیدروژن به عنوان سوخت پاک می‌تواند در صنایع مختلف از جمله تأمین سوخت خودرو‌ها جایگزین سوخت‌های فسیلی شود. با توجه به دو چالش عمده آلودگی‌های محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی و کمبود این منابع انرژی در سال‌های آینده، تهیه نانوساختار‌هایی که بتوانند در زمینه تولید انرژی‌های جایگزین به‌کار روند، اهمیت زیادی یافته است. البته تولید نانوذرات به روش‌های شیمیایی نیز خود عاملی برای ایجاد آلودگی‌های زیست‌محیطی به‌شمار می‌رود. از این رو بهتر است جهت کمک به محیط‌زیست، با استفاده از روش‌های شیمی سبز به تولید نانومواد مصرفی پرکاربرد اقدام کرد. در این طرح، در بخشی از فرآیند تولید نانوساختارها، عصاره موز جایگزین مواد شیمیایی شده است.