بطارية هيدروجين تعمل عند درجة حرارة منخفضة.. إنجاز غير مسبوق
دينا قدري
توصَّل باحثون يابانيون إلى ابتكار بطارية هيدروجين تمكنت من تحقيق إنجاز غير مسبوق عند درجات حرارة منخفضة، في الوقت الذي يمثّل فيه الهيدروجين حجر الزاوية في الطاقة النظيفة.
ووفق التفاصيل التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، أعلن باحثون بمعهد طوكيو للعلوم في اليابان إنجازًا جديدًا في تقنية تخزين الهيدروجين.
وطوّر الفريق بطارية هيدروجين تعمل عند درجة حرارة 90 درجة مئوية فقط (194 درجة فهرنهايت)، وهي درجة حرارة أقل بكثير من الحدّ المعتاد الذي يتراوح بين 300 و400 درجة مئوية (572 و752 درجة فهرنهايت).
ويُعالج هذا الابتكار إحدى أكبر عقبات الهيدروجين -التخزين الآمن والفعّال-، ما قد يفتح آفاقًا جديدة للمركبات التي تعمل بالهيدروجين، ودمج مصادر الطاقة المتجددة، والصناعات الخالية من الكربون.
عقبات تخزين الهيدروجين
لطالما عُدَّ الهيدروجين مصدرًا للطاقة النظيفة، إلّا أن تخزينه أثبت صعوبته.
ووفق التفاصيل التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة، تتطلب الطرق التقليدية إمّا ضغط الهيدروجين تحت ضغط عالٍ للغاية (350-700 بار) أو تبريده إلى سائل عند درجات حرارة منخفضة للغاية 252.8 درجة مئوية تحت الصفر (423 درجة فهرنهايت تحت الصفر).
وتغلَّب باحثو مركز طوكيو للعلوم على هذه العقبات، بتطوير بطارية هيدروجين تخزن الهيدروجين، وتُطلقه بكفاءة عند درجات حرارة أقل بكثير.
وأُجريت الدراسة -التي نُشرت بمجلة ساينس (Science) في 18 سبتمبر/أيلول 2025- على يد فريق من العلماء، بمن فيهم الباحث العلمي الدكتور تاكاشي هيروسي، والأستاذ المساعد ناوكي ماتسوي، والأستاذ في المعهد ريوجي كانو، في مركز أبحاث بطاريات الحالة الصلبة في العلوم بطوكيو.
ويُقدّم تخزين الحالة الصلبة باستعمال هيدريد المغنيسيوم (MgH₂) بديلًا واعدًا، نظرًا لسعته النظرية العالية.
ومع ذلك، حتى الآن، كانت أنظمة هيدريد المغنيسيوم تحتاج إلى حرارة عالية جدًا للعمل، مع خسائر في الأداء؛ ما يجعلها غير عملية لتطبيقات الطاقة اليومية.
بطارية هيدروجين مبتكرة
تعليقًا على ابتكار بطارية هيدروجين جديدة، قال الأستاذ المساعد ناوكي ماستوي: "لقد أثبتنا تشغيل بطارية هيدريد المغنيسيوم بوصفها جهاز تخزين آمنًا وفعّالًا لطاقة الهيدروجين، محققين سعة عالية، ودرجة حرارة منخفضة، وامتصاصًا وإطلاقًا عكسيًا لغاز الهيدروجين".
ووفق التفاصيل التي اطّلعت عليها منصة الطاقة، يكمن سر هذا الابتكار في بنية إلكتروليت صلب مُصممة حديثًا، تُمكّن من حركة سريعة لأيونات الهيدريد، مع قياس التوصيل الأيوني عند درجة حرارة الغرفة.
وعلى عكس الإلكتروليتات السائلة التقليدية، توفر هذه المادة ثباتًا وكفاءة في ظروف تشغيل منخفضة.
وتُعدّ بنية النظام بسيطة لكنها قوية؛ إذ يعمل هيدريد المغنيسيوم بصفته الأنود، في حين يعمل غاز الهيدروجين بصفته الكاثود.
(الكاثود هو القطب الموجب حيث تحدث عملية الاختزال أو اكتساب الإلكترونات، في حين إن الأنود هو القطب السالب، حيث تحدث عملية الأكسدة أو فقدان الإلكترونات).
وأوضح الدكتور تاكاشي هيروسي: "كانت هذه الخصائص لبطارية تخزين الهيدروجين الخاصة بنا غير قابلة للتحقيق سابقًا بالطرق الحرارية التقليدية أو الإلكتروليتات السائلة، ما يوفر أساسًا لأنظمة تخزين هيدروجين فعّالة ومناسبة للاستعمال بوصفها ناقلات للطاقة".
موضوعات متعلقة..
- تخزين الهيدروجين في آبار الغاز.. مشروع تجريبي قد يستفيد من رؤية أوابك
- مخاطر تخزين الهيدروجين الطبيعي تكشفها 3 تفاعلات خفية
- انبعاثات تخزين الهيدروجين ليست التحدي الوحيد.. 7 محاور أغفلتها الدراسات
اقرأ أيضًا..
- أكبر الدول العربية المستوردة للمنتجات النفطية الروسية.. المغرب يرفع وارداته 86%
- بعد فشل صفقة الغاز.. 4 حلول ذهبية يفرِّط فيها العراق (مقال)
- إنتاج الأمونيا باستعمال الطاقة النووية.. مفاعلات صغيرة تحدث تحولًا
- مبيعات السيارات الكهربائية في أوروبا تتعافى.. ما علاقة لوائح الكربون؟ (تقرير)
المصادر:
- تطوير بطارية هيدروجين تعمل عند درجات حرارة أقل، من منصة "إنترستينغ إنجينيرينغ"
- دراسة حول ابتكار بطارية الهيدروجين، من مجلة "ساينس"
