هيدروجين النشرة الاسبوعية تقارير الهيدروجين سلايدر الرئيسية

باحث مصري يتوصل لإنتاج الهيدروجين الأخضر بأقل تكلفة اقتصادية

داليا الهمشري

2023-08-20

1 3٬465

باحث مصري يتوصل لتقنية تنتج الهيدروجين الأخضر بأقل تكلفة اقتصادية

ما تزال التكلفة الاقتصادية لإنتاج الهيدروجين الأخضر مرتفعة على الرغم من الآمال المعقودة عليه لتشكيل خريطة الطاقة في المستقبل.

ويتنافس العلماء -في الوقت الراهن- على التوصل إلى تقنيات حديثة لتحقيق الجدوى الاقتصادية المطلوبة في إنتاج الهيدروجين.

وفي هذا الإطار، توصل الباحث المصري في مجال هندسة وعلوم النانو، أحد أعضاء مجموعة برسوم في جامعة دريكسل الدكتور حسين بدر، إلى تقنية جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بأقل تكلفة ممكنة، وفق ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.

مادة نانومترية جديدة

قال بدر: "خلال رسالتي للدكتوراه التي أشرف عليها أستاذ هندسة وعلوم المواد في جامعة دريكسل البروفيسور ميشيل برسوم، توصلنا إلى عائلة جديدة من المواد النانومترية (أي أكثر من تركيب كيميائي وأكثر من تركيب ذري وأكثر من شكل)".

وأضاف بدر -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة-: "هذه الدراسة أُجريت من خلال خلط واحد من 15 نوعًا من المواد التي تحتوي على عنصر التيتانيوم غير الضارة بالبيئة والمتوفرة بغزارة في التربة مع رباعي ميثيل هيدروكسيد الأمونيوم في علبة بلاستيكية عند درجة حرارة تتراوح ما بين 50 و80 درجة مئوية، وهذه درجة غير مرتفعة".

ولفت إلى أن درجة الحرارة المستعملة غير مرتفعة، مشيرًا إلى أنها تصل -عادة- في بعض دول الخليج العربي، مثل الكويت، إلى 50 درجة.

وتابع، أن العملية السابقة تمخض عنها إنتاج مُكون جديد، وهو مادة نانوية أحادية الأبعاد من أكسيد التيتانيوم، موضحًا أن المكون الجديد قد اتسم بخصائص مختلفة وفريدة عن أكاسيد التيتانيوم الموجودة بالفعل.

مادة نانومترية جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بأقل تكلفة ممكنة

تطوير المُحفزات الضوئية

أكد الدكتور حسين بدر -خلال تصريحاته إلى منصة الطاقة المتخصصة-، أنه باستعمال المكون الجديد بمثابة عامل مُحفز داخل المياه ووضعها تحت أشعة الشمس فُصلت المياه إلى أكسجين وهيدروجين.

وأفاد بأن هذه العملية يُطلق عليها "التحفيز الضوئي"، لأنه يجري خلالها فصل الهيدروجين عن الأكسجين في محلول المياه والميثانول باستعمال ضوء الشمس فقط.

وأبرز بدر، أنه على الرغم من أن هذه العملية ليست جديدة فإنها كانت تواجه مشكلة كبرى، وهي أن المواد المحفزة التي تُسهم في إتمام العملية لا تستطيع الصمود سوى لأيام معدودة، ما يجعلها غير مُجدية على المستويات الصناعية.

وقال بدر: "من هنا اتجهت جهودنا في جامعة دريكسل في الولايات المتحدة بالمشاركة مع المعهد الوطني لفيزياء المواد في بوخارست برومانيا في تطوير المُحفزات الضوئية، للمساعدة على إتمام التفاعل الضوئي من خلال امتصاص الفوتونات الضوئية وإنتاج الهيدروجين الأخضر بكفاءة مجدية على المستويين الاقتصادي والصناعي".

تقنية أكثر كفاءة

أشار بدر، إلى أن هذه الطريقة تختلف -كليًا- عن التحليل الكهربائي المُتعارف عليه، مضيفًا أنها تمتاز -كذلك- بجدواها الاقتصادية، نظرًا إلى ارتفاع تكلفة الطريقة التقليدية، بسبب حاجاتها إلى استهلاك كمية ضخمة من الكهرباء، واستعمال المولدات الكهربائية التي تعمل بحرق الفحم أو المشتقات النفطية.

كما سلّط الضوء على أن الهيدروجين الناتج عن هذه العملية يمكن استعماله وقودًا نظيفًا في قطاع النقل وتوليد الكهرباء، لتحقيق أهداف مواجهة التغيرات المناخية وتقليل الأضرار الناتجة عن استعمال مصادر الوقود الأحفوري والانبعاثات الكربونية الصادرة عنها.

وأفاد بدر بأنه قبل التوصل إلى المُحفز الضوئي الجديد، كان بالإمكان إجراء عملية التحفيز الضوئي، ولكن بصورة أقل كفاءة، تتمخض عن كمية أقل من الهيدروجين المُنتج، ولم تتجاوز كفاءة أكسيد التيتانيوم القديم الـ1%.

بينما تصل كفاءة الأكسيد الجديد إلى نسبة الـ11%، وهذا يمثّل 10% زيادة عن النسبة السابقة الموجودة بالفعل في الأسواق، وفقًا لتصريحات الباحث المصري إلى منصة الطاقة المتخصصة.

باحثين بجامعة دريسكل يخترعان مادة نانومترية جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بتكلفة أقل — الباحثان في جامعة دريكسل الدكتور حسين بدر، والبروفيسور ميشيل برسوم

طفرة في البحث العلمي

تُعد التقنية الجديدة طفرة في البحث العلمي، نظرًا إلى أنها لا تتطلب سوى علبة بلاستيكية عند درجة حرارة غير مرتفعة نسبيًا لإنتاج كيلوغرام من مادة نانومترية لم تكن معروفة من قبل، لاستعمالها في فصل الهيدروجين عن الأكسجين بكفاءة تتجاوز 10 أضعاف المادة المُحفزة السابقة.

وأوضح الدكتور حسين بدر، أن الفريق البحثي اختبر -كذلك- ثبات المادة المُحفزة الجديدة، بوضعها تحت تاثير ضوء مماثل لضوء الشمس الطبيعي، واستمرت في إنتاج الهيدروجين بالكفاءة نفسها التي تمثّل 10 أضعاف المُنتج التجاري لمدة أسبوعين دون أي تكلفة اقتصادية تقريبًا.

ونوه بدر بالمادة الجديدة، مشيرًا إلى أنها تتسم بعدة مزايا رئيسة تتمثل في انخفاض تكلفتها الاقتصادية وتوفرها بغزارة في التربة وكفاءتها التي تصل إلى 10 أضعاف المادة القديمة، علاوة على ثباتها الكيميائي في محلول المياه لمدة تصل إلى 6 أشهر دون انخفاض يُذكر في كفاءتها لإنتاج الهيدروجين.

وأشار إلى أنه يُعاب على أكسيد التيتانيوم القديم صعوبة تصنيعه وكفاءته الأقل 10 أضعاف، كما أنه يفتقر إلى الثبات الكيميائي الذي يتسم به الأكسيد الجديد.

خفض التكلفة الاقتصادية للهيدروجين

قال الباحث المصري، إن هذه التقنية الجديدة تتسق مع أهداف الحكومات على مستوى العالم في الاعتماد على الوقود النظيف، والاستغناء عن الوقود الأحفوري بصورة كاملة بحلول 2050.

وأضاف بدر أن الإدارة الأميركية قد خصصت استثمارات بمليارات الدولارات لبناء مفاعلات ضخمة لإنتاج الهيدروجين لتغطية الاحتياجات على أن يحقق الجدوى الاقتصادية المطلوبة وأن ينافس الوقود الأحفوري.

وتابع، أنه من المُستهدف خفض السعر الحالي للهيدروجين الأخضر، الذي يتراوح ما بين 5 و8 دولارات للغالون، إلى دولار فقط للغالون.

واستطرد، أنه بعد نجاح النتائج البحثية لفصل الهيدروجين بدأ التواصل مع الشركات المتخصصة في قطاع الهيدروجين لإنتاج المادة الجديدة على المستوى الصناعي، لافتًا إلى أن هناك شركتين من أكبر شركات الغاز في العالم قد أبدتا اهتمامًا بالاختراع.

ويأتي هذا الاختراع في وقت مهم، إذ تتجه دول العالم كافّة، وفي مقدمتها الولايات المتحدة الأميركية وأوروبا، إلى تبني أهداف مناخية والتحول عن الوقود الأحفوري، ولا سيما في وسائل النقل بنشر السيارات الكهربائية وسيارات خلايا الوقود الهيدروجينية، وتُعد التقنية الجديدة هي الأرخص لإنتاج الهيدروجين النظيف من المياه.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..