يقوم Celadyne بتغطية الأغشية بالجسيمات النانوية لجعل خلايا وقود الهيدروجين أكثر كفاءة

يعاني الهيدروجين من مشكلة الدجاجة والبيضة الكلاسيكية: ليس هناك ما يكفي من الطلب لإقناع الموردين بالدخول في اللعبة، وليس هناك ما يكفي من العرض لتسهيل الطلب الكافي.

تعتقد إحدى الشركات الناشئة أن لديها حلاً لكلا الجانبين.

قامت شركة Celadyne ومقرها شيكاغو بتطوير طلاء جسيمات متناهية الصغر يمكن تطبيقه على أغشية خلايا الوقود والمحلل الكهربائي الموجودة. وقال غاري أونج، المؤسس والرئيس التنفيذي للشركة، إن هذه المادة يمكن أن تحسن بشكل كبير متانة تصميمات خلايا الوقود الحالية مع تحسين كفاءة إنتاج الهيدروجين بنسبة 15% إلى 20%.

قامت Celadyne مؤخرًا بجمع جولة تأسيسية بقيمة 4.5 مليون دولار، حسبما علمت TechCrunch حصريًا. الجولة قادتها Dynamo Ventures وManiv بمشاركة EPS Ventures. سيتم استخدام التمويل لتصنيع المزيد من المواد حتى تتمكن الشركة من إجراء المزيد من الاختبارات لإثبات متانتها وكفاءتها.

وبينما كان أونج يعمل على خطط أعماله المبكرة، سمع من بعض الخبراء الذين دافعوا عن معالجة جانب الطلب أولاً بينما دعا آخرون إلى معالجة جانب العرض.

وقال أونج لـ TechCrunch: “حقيقة الأمر هي أن الأمرين معًا”. “نعتقد أن الهيدروجين يجب أن يحدث لإزالة الكربون من الصناعة، ونحن قلقون حقًا من أن الجميع يتعاملون مع جانب واحد من المشكلة، وليس الجانب الآخر.”

ولإنتاج الهيدروجين لاستخدامه، يجري المهندسون نفس التفاعل الكيميائي الأساسي في اتجاه أو آخر. قم بتشغيلها في اتجاه واحد، وستستخدم الكهرباء لإنتاج الهيدروجين والأكسجين من الماء. ويعرف هذا باسم المحلل الكهربائي. قم بتشغيلها في الاتجاه الآخر، وستنتج الكهرباء والماء من الهيدروجين والأكسجين. وهذا ما يعرف بخلية الوقود. تحتوي كل من خلايا الوقود والمحللات الكهربائية على تعديلات لمساعدتها على تشغيل نصف الدورة بكفاءة أكبر، ولكن في جوهرها، فهي في الأساس نفس التصميم.

وفي كلا الحالتين، هناك خطر زحف الهيدروجين عبر غشاء تبادل البروتونات (PEM) الذي يفصل جانبًا عن الآخر. إذا تقاطع الهيدروجين، فإنه يقلل من متانة خلايا الوقود ويمكن أن يخلق ظروفًا خطيرة في المحللات الكهربائية.

وبما أن الغشاء لا يزال يحتاج إلى أن يكون منفذاً للهيدروجين، فلا يستطيع العلماء منع البروتونات بالكامل. وبدلاً من ذلك، يحاولون إبطاء معدل التقاطع. عادة، وهذا يعني زيادة سمك الغشاء. ولسوء الحظ، فإن الأغشية السميكة تحرم النظام من الكفاءة، كما أنها لا تحل بشكل كامل تحديات المتانة التي تواجه خلايا الوقود. نظرًا لأن إنتاج الهيدروجين ليس رخيصًا، فكل القليل منه مهم.

وتقول شركة Celadyne إن تقنيتها تسمح بأغشية أرق. ووفقا لبراءة الاختراع التي قدمتها الشركة، فإن الأغشية مغلفة بأكسيد معدني بلوري، مثل أكسيد التيتانيوم. لتصنيع المادة النهائية، يقوم Celadyne بإدخال خطوة في عملية اللف التقليدية لإنتاج الأغشية. قال أونج: “تم الحفاظ على الباقي”. ومن المفترض أن يساعد ذلك في خفض تكاليف الإنتاج الإجمالية.

وقال أونج إن قانون الحد من التضخم يوفر ائتمانًا ضريبيًا لإنتاج الهيدروجين الأخضر بقيمة 3 دولارات لكل كيلوغرام من الهيدروجين، وباستخدام ذلك، يمكن لطلاء سيلادين خفض تكلفة إنتاج الهيدروجين إلى دولار واحد لكل كيلوغرام اليوم. هذه هي التكلفة التي يعتقد الكثيرون أن الهيدروجين سيصبح منافسًا للوقود الأحفوري في مجموعة من التطبيقات.

وقال أونج إن سيلادين تجري محادثات مع شركات السيارات وأرسلت لهم مواد غشائية للتحقق من صحتها. (تويوتا ليست مستثمرًا، لكنها قدمت المشورة للشركة الناشئة كجزء من برنامج Sputnik Accelerator.) ووقعت Celadyne أيضًا صفقة مع شريك في الشبكة في الشمال الشرقي لمشروع محلل كهربائي.

ستقوم الشركة الناشئة في البداية ببيع المواد الغشائية لشركات السيارات والنقل بالشاحنات لاستخدامها في خلايا الوقود الخاصة بها. ومن خلال إيرادات تلك المبيعات، تخطط للبدء في بناء محللات كهربائية في نطاق 1 ميجاوات إلى 10 ميجاوات، ثم بيعها إلى المرافق وشركات النفط والغاز.

يعالج نموذج عمل شركة Celadyne بذكاء جانبي مشكلة الدجاجة والبيضة، على الرغم من أن نجاحه في أي منهما سيعتمد بشكل كبير على قدرته على توسيع نطاق إنتاج طلاء الجسيمات النانوية. تواجه الشركة تحديات كبيرة: فالتعامل مع جانبي السوق، خاصة السوق المتخلف مثل الهيدروجين، يمثل تحديًا كبيرًا لشركة ناشئة في مرحلة التأسيس. ومرة أخرى، لا تنجح الشركات الناشئة باستهداف أهداف منخفضة.