طريقة جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بإستخدام محفزات عالية الكفاءة

يفاجئنا العلماء يومًا بعد الآخر بطرق جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، الذي يُنظر إليه على أنه الوقود النظيف المستقبلي، والركيزة الأساسية في جهود تحول الطاقة عالميًا.

ويظهر 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.

فيما حقق 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.

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

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

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

ويواصل 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.

وصرح 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".

وأوضح 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".

وكشف 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".

يُعتبر استعمال الكهرباء المتجددة أحد أكثر الحلول جاذبية لإنتاج الهيدروجين الأخضر، خصوصًاباستعمال تقنية التحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون، التي يمكن تشغيلها باستجابة سريعةوكثافة تيار عالية.

ويعتبر الباحثون 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.

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

أعلن الأستاذ المساعد في جامعة أديلايد، ياوزينغ: "نظرًا إلى أن الإنتاج العالمي من الإيريديوم محدودللغاية؛ 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 فيالمحلل الكهربي المائي بغشاء تبادل البروتون، يمكن تقليل كمية الإيريديوم وخفض تكلفة إنتاج الهيدروجينالأخضر بكفاءة".

وألمح 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 وقتممكن، ويمكن تقليل مشكلات المناخ ذات الصلة بكفاءة"، وفقًا لما نشره موقع ساي تك ديلي (scitechdaily)في 23 يونيو/حزيران(2023).