هیدروژن سولفید، از گاز خطرناک تا سوخت پاک

هیدروژن سولفید، یک گاز بسیار خورنده و آلاینده خطرناک زیست‌محیطی است که حتی مقادیر اندک آن موجب مرگ انسان می‌گردد. سالانه حجم وسیعی از این گاز بدبو در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی تولید می‌شود که تنها بخش کوچکی از آن جهت تولید گوگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه، یافتن راه حل مناسب جهت مقابله با آلودگی زیست‌محیطی ناشی از گاز هیدروژن سولفید و استفاده مفید از آن در دستور کار برخی محققان قرار گرفته است.

دکتر محسن لشگری، مجری پروژه، هدف از انجام این طرح را تجزیه و درعین‌حال استفاده بهینه از گاز سمی و خورنده هیدروژن سولفید عنوان کرد و افزود: «در طرح حاضر، یک فوتوکاتالیست نانوساختار محلول جامد سنتز شده که به کمک آن و نور خورشید می‌توان گاز هیدروژن سولفید را به گاز هیدروژن که یک سوخت پاک به شمار می‌رود تبدیل کرد. علاوه بر صنایع نفت و گاز، از نتایج این طرح همچنین می‌توان در سایر صنایع مولد هیدروژن سولفید، نظیر تولید کاغذ و فولاد بهره برد.»

وی ادامه داد، «با توجه به این موضوع که ایران دارای منابع فراوان نفت و گاز ترش است، با صنعتی سازی نتایج پروژه، ضمن صرفه‌جویی کلان ارزی در این صنایع، می‌توان سوخت هیدروژنی را تولید نمود که با توجه به جمعیت ایران و مصرف بالای انرژی، روش حاضر بسیار ارزشمند و مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.»

در استفاده از فوتوکاتالیست‌ها، مساحت سطح از عوامل تأثیرگذار در بازدهی واکنش است. سنتز فوتوکاتالیست در مقیاس نانو موجب می‌شود سطح بسیار زیادی هم جهت جذب نور و هم جهت تماس با واکنشگرها در دسترس باشد و افزایش بازده کاتالیست را در پی داشته باشد. همچنین با کنترل اندازه نانوذرات می‌توان گاف انرژی این ترکیبات انرژی را تنظیم کرد. مجری پروژه در خصوص مراحل انجام طرح گفت: در کار حاضر یک محلول جامد سه‌جزئی متشکل از عناصر آهن، روی و گوگرد به کمک روش هیدروترمال تولید شده و جهت بهبود خاصیت فوتوکاتالیستی، نانوذرات نقره به نانوذرات محلول جامد افزوده شد. پس از فرایند سنتز، از آزمون‌هایی نظیر XRD، EIS و XPS جهت مشخصه یابی و ارزیابی نانوذرات فوتوکاتالیستی استفاده شد. کارایی (بهره کوانتمی) نانوفوتوکاتالیست سنتزی در تجزیه و تبدیل هیدروژن سولفید به گاز هیدروژن حدود 18 درصد بود.

تحقیقات مذکور، حاصل تلاش‌های دکتر محسن لشگری- عضو هیأت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی و علوم پایه زنجان و مجید غنیمتی- دانشجوی مقطع دکتری این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of Hazardous Materials با ضریب تأثیر 6.065 (جلد 345، سال 2018، صفحات 10 تا 17) به چاپ رسیده است.