تقنية جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال محفزات عالية الكفاءة

نوار صبح

2023-06-26

0 1٬174

يطالعنا الباحثون يومًا تلو الآخر بتقنيات جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، الذي يُنظر إليه على أنه الوقود النظيف المستقبلي، والركيزة الأساسية في جهود تحول الطاقة عالميًا.

ويبرز توجه قوي لدى العديد من دول العالم -المتقدمة والنامية على حد سواء- لتبني مصادر الطاقة المتجددة في توليد الكهرباء النظيفة المستدامة، في إطار أوسع لتحقيق أهداف الحياد الكربوني.

وفي هذا الإطار، أحرز فريق من الباحثين بجامعة أديلايد الأسترالية تقدمًا في تطوير المحفزات القائمة على الإيريديوم المستعملة في التحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون، وهي عملية تُستعمل لإنتاج الهيدروجين الأخضر من مصادر الطاقة المتجددة، وفقًا لما نشره موقع ساي تك ديلي (scitechdaily) في 23 يونيو/حزيران الجاري.

آلية التقنية

اكتشف الفريق آلية شبكة مدعومة بماء التبلور (طريقة لترتيب جزيئات الماء في نمط معين) يمكنها زيادة كفاءة محفز أكسيد الإيريديوم بنسبة 5-12%؛ ما يؤدي إلى زيادة إنتاج الكهرباء وتقليل استهلاكها، حسب تقرير اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وعزز العلماء كفاءة المحفزات القائمة على الإيريديوم المستعملة في إنتاج الهيدروجين الأخضر بنسبة 5-12%.

ويرى باحثون أن هذه التقنية تقلل من كمية الإيريديوم المطلوبة، الذي يُعَد عنصرًا نادرًا؛ ما يجعل العملية أكثر فاعلية من حيث التكلفة، ويدفع الجهود نحو تحقيق هدف الحياد الكربوني.

وقطع السباق لجعل الاستعمال واسع النطاق للطاقة المتجددة المتقطعة حقيقة واقعة، خطوة إلى الأمام بفضل بحث جديد أجراه خبراء من جامعة أديلايد الأسترالية، الذين يعملون على تحسين كفاءة المحفزات القائمة على الإيريديوم.

وقال الأستاذ المساعد في جامعة أديلايد، ياو زينغ: "من الصعب حاليًا على محفزات أكسيد الإيريديوم التجارية تحقيق نشاط واستقرار عاليين في تقنية التحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون".

وأضاف ياو زينغ: "لقد وجدنا أن آلية مدعومة بماء التبلور تعزز كفاءة محفز أكسيد الإيريديوم بنسبة 5-12%؛ ما يؤدي إلى زيادة إنتاج الكهرباء وتقليل استهلاكها".

وأوضح أن "تقسيم الماء باستعمال التحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون يُعَد طريقة واعدة لتوليد الهيدروجين الأخضر، ويمكن استعمال المحفزات الكهربائية القائمة على الإيريديوم فقط؛ لأن العنصر يمكنه تحمل الظروف الحمضية القاسية التي تحدث خلال التفاعل".

محطة لإنتاج الهيدروجين الأخضر - الصورة من greenhydrogen

استعمال الكهرباء المتجددة

يُعَد استعمال الكهرباء المتجددة أحد أكثر الحلول جاذبية لإنتاج الهيدروجين الأخضر، خصوصًا باستعمال تقنية التحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون، التي يمكن تشغيلها باستجابة سريعة وكثافة تيار عالية.

ويرى باحثون أن الهيدروجين سيصبح وقودًا مستقبليًا منخفض الانبعاثات.

في المقابل، يُعدّ الإيريديوم أحد أندر العناصر على وجه الأرض، وعُثِر عليه حُرًّا في الطبيعة في رواسب الأنهار، ويتم استخراجه تجاريًا بصفته منتجًا ثانويًا لتكرير النيكل.

وتُعَد جنوب أفريقيا أكبر منتج للإيريديوم، وتوجد طبقة رقيقة جدًا من الإيريديوم في قشرة الأرض.

مجتمع حيادي الكربون

قال الأستاذ المساعد في جامعة أديلايد، ياوزينغ: "نظرًا إلى أن الإنتاج العالمي من الإيريديوم محدود للغاية؛ فمن المهم جدًا تقليل الكمية المستعملة في هذه الأنواع من المحفزات".

وتابع: "من خلال آلية تبادل الأكسجين بمساعدة ماء التبلور التي تُظهر إمكان زيادة الكفاءة والثبات في المحلل الكهربي المائي بغشاء تبادل البروتون، يمكن تقليل كمية الإيريديوم وخفض تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر بكفاءة".

وأوضح أن "النتائج التي توصلنا إليها لا تتحقق فقط من جدوى محفز القطب الموجب منخفض التحميل الذي يعتمد على الإيريديوم للتحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون؛ بل توفر أفكارًا جديدة لتعديل آلية تبادل الأكسجين لتصميم محفز تطور الأكسجين عالي الأداء".

وأتم: "باستعمال الهيدروجين الأخضر الأرخص سعرًا، يمكن بناء مجتمع محايد كربونيًا في أسرع وقت ممكن، ويمكن تقليل مشكلات المناخ ذات الصلة بكفاءة"، وفقًا لما نشره موقع ساي تك ديلي (scitechdaily) في 23 يونيو/حزيران(2023).

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..