تقنية واعدة تخفض تكلفة إنتاج وقود الهيدروجين

علوم وتكنولوجيا 7 حزيران, 2022

توجد طرق عديدة لإنتاج الوقود الهيدروجيني دون إطلاق الكربون في الغلاف الجوي، ومن أبرزها فصل جزيئات المياه إلى هيدروجين وأوكسجين باستخدام الكهرباء، في عملية يسميها العلماء ”التحليل الكهربائي“ وهي تحتاج عادة إلى مادة مسرعة لتحقيق التفاعل الكيميائي الحاصل في خلايا الوقود الهيدروجيني.

ويستخدم الفنيون عادة عنصر البلاتينيوم النادر جدا كمسرع لتحقيق هذا التفاعل، ولكن المشكلة تكمن في ندرته وسعره المرتفع جدا، فهو أغلى من الذهب، وعمليات إنتاجه باهظة وتتجاوز تكاليف إنتاج الكهرباء الطاقة المتجددة والوقود الأحفوري.

ويسعى علماء إلى دراسة جدوى استخدام مادة بديلة أقل تكلفة، تدعى ثاني كبريتيد الموليبدينوم، وهي عبارة عن جزيء ثنائي الأبعاد مستخدم في مواد محركات الدراجات الآلية، وهي كما يصفها العلماء واعدة ولكنها حتى الآن لا تصل إلى فعالية البلاتينيوم.

ولكن يبدو دراسة حديثة أطلقها باحثون من جامعة بوفالو الأمريكية ونشرتها مجلة تو دي ماتيريالز آند أبليكيشنز العلمية، من شأنها وضع حل بدل ومجدٍ.

وأشارت الدراسة إلى أن إضافة مادتين إضافيتين إلى ثاني كبريتيد الموليبدينوم، يمكن أن يكون بديلا فعالا لعنصر البلاتينيوم كمسرع للتفاعل، ما يسمح بانتشار استخدام الوقود الهيدروجيني في المركبات الكهربائية، وفي توليد الطاقة.

وقال المؤلف الرئيس للدراسة فاي ياو، الأستاذ الدكتور المساعد في قسم الابتكار وتصميم المواد في جامعة بوفالو: ”هذا تطور مشوق لأن الهيدروجين يمثل مصدر وقود نظيف، ولكن لتحقيق استخدامه يجب تخفيض تكلفته، والدراسة تمثل خطوة نحو تحقيق ذلك“؛ وفقا لموقع تك إكسبلور.

وشرح الباحثون في دراستهم آلية عمل التقنية مطلقين تفاعلا كيميائيا يدعى بالتوليف الحراري، من أجل إضافة مادتي كاربيد التيتانيوم وقنوات النانو الكربونية إلى ثاني كبريتيد الموليبدينوم.

وتمتاز البنية الثلاثية الناتجة عن التفاعل وفقا للدراسة، بآثار متوالفة لها دور في تكبير مساحة السطح الفعال والتعرض النشط والتوصيل الكهربائي، ما يحسن من أداء المسرع الكيميائي.

وقال الباحث المشارك في الدراسة هوامين لي، الأستاذ الدكتور في قسم الهندسة الكهربائية في الجامعة: ”يعمل كاربيد التيتانيوم كموصل كهربائي، وتؤلف القنوات النانوية الكربونية رابطا مع ثاني كبريتيد الموليبدينوم، والتركيبة الثلاثية للمواد تشكل هيكلية تحسن من كفاءة المسرع الكهربائي“.

وليس الحديث عن إنتاج الوقود الهيدروجيني بالأمر الجديد، وكان من المفترض أن تكون خلايا الوقود الهيدروجيني أهم اختراع في العصر الحديث، ووصل الحديث عنها إلى ذروته خلال أزمة الغاز في سبعينيات القرن الماضي، لتكون مصدرا للطاقة النظيفة لتشغيل السيارات والمحطات الكهربائية.

ولأن إنتاجه مكلف جدًا، اقتصر الوقود الهيدروجيني غالبًا على المختبرات، مع محاولات خجولة يحاول المهندسون من خلالها استخدامه لصنع مركبات ومولدات احتياطية تعمل بالطاقة الهيدروجينية لم تنتشر على نطاق واسع.

ورحب كثير من المتخصصين وأنصار البيئة باستخدام غاز الهيدروجين كوقود صديق للبيئة لفترة من الوقت، ولكن استخدامه اقتصر على نطاق ضيق لأسباب عملية؛ لأنه يتطلب الضغط في خزانات كبيرة، وهذا يجعل نقله وتخزينه أمرًا صعبًا.

arabyoum.news

مواضيع متعلقة:

أول شركة روسية تبرم اتفاقية لتصدير الهيدروجين إلى أوروبا

ذكرت صحيفة "كوميرسانت" أن شركة الغاز الروسية "نوفاتيك" باتت أول شركة روسية تبرم اتفاقا لتصدير الهيدروجين بأحجام صناعة إلى أوروبا، المزيد

تطبيق سري يكشف أصحاب رسائل موقع “صراحة Saraahah”

يُعد موقع صراحة Saraha من المواقع التي حازت على إعجاب الكثير من المستخدمين في فترة قصيرة، حيث أنه يساعد أولئك المزيد

واتساب..كيفية تفعيل الرسائل ذاتية الاختفاء في المجموعات

قام واتساب بتفعيل خاصية الرسائل ذاتية الاختفاء في الدردشات من خلال تفعيل الخاصية اليدوية من الإعدادات في التطبيق فيمكنك تحديد المزيد

آبل تطور محرك بحث خاص بها شبيها بمحرك غوغل

أفاد تقرير جديد نشره موقع "Apple Insider"، بأن شركة آبل، تعمل على تطوير محرك بحث ويب خاص بها، يركز على المزيد