مادة مركبة جديدة لإنتاج أرخص للهيدروجين الأخضر

تغني عن «البلاتين» و«الإيريديوم»

«غراف» يوضح كفاءة المركب الجديد في الحافز الكهربائي لإنتاج الهيدروجين من الماء (جامعة توينتي)
«غراف» يوضح كفاءة المركب الجديد في الحافز الكهربائي لإنتاج الهيدروجين من الماء (جامعة توينتي)
TT

مادة مركبة جديدة لإنتاج أرخص للهيدروجين الأخضر

«غراف» يوضح كفاءة المركب الجديد في الحافز الكهربائي لإنتاج الهيدروجين من الماء (جامعة توينتي)
«غراف» يوضح كفاءة المركب الجديد في الحافز الكهربائي لإنتاج الهيدروجين من الماء (جامعة توينتي)

طور باحثون من جامعة توينتي بهولندا، بالتعاون مع باحثين من جامعة كاليفورنيا الأميركية، ودول أوروبية، مادة جديدة تتكون من عدة عناصر وفيرة في الأرض، يمكن استخدامها لتوليد الهيدروجين بكفاءة من دون معادن نادرة وثمينة، مثل البلاتين. وتم الإعلان عن هذا الإنجاز في 22 مارس (آذار) الماضي، في دورية «إيه سي إس نانو».
ويُنظر إلى الهيدروجين الأخضر على أنه ناقل الطاقة في المستقبل، ويوفر الهيدروجين وسيلة لتخزين الطاقة (الخضراء) لفترات طويلة، وهذا يجعل من المهم بشكل خاص إنتاجها بأكبر قدر ممكن من الكفاءة.
ويعد التحليل الكهربائي للماء أحد أكثر الطرق استدامة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، ومع ذلك، مع طرق التحليل الكهربائي الحالية، نحتاج إلى كثير من المواد النادرة والمكلفة، كما أن العملية ليست فعالة بما فيه الكفاية.
وفي الوقت الحالي، تحتوي أجهزة التحليل الكهربي الأكثر كفاءة على البلاتين والإيريديوم، وهما عنصران ضروريان للأقطاب الكهربائية التي تستخدم لاستخراج غازي الهيدروجين والأكسجين من الماء، ومع ذلك فإن تلك المواد نادرة جداً، وخصوصاً الإيريديوم، ولهذا السبب يبحث الباحثون باستمرار عن مواد قطب كهربائي مصنوعة من موارد أكثر وفرة، والتي يمكن استخدامها كمحفزات كهربائية فعالة ومستقرة.
يقول كريس بايومر، الباحث في جامعة كاليفورنيا، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة توينتي، بالتزامن مع الدراسة: «وجدنا ما كنا نبحث عنه، وهو مركب يحتوي على 5 معادن انتقالية مختلفة، وهذه المعادن الانتقالية الخمسة نشطة بشكل معتدل فقط عند استخدامها كمحفز، ووجدنا أن النشاط المشترك يتفوق على المركبات الفردية بعامل يصل إلى 680، وهذا النشاط الأعلى كان مفاجأة».
ويضيف: «هذه المعادن الانتقالية الفردية يساعد بعضها بعضاً في جعل المادة المدمجة أفضل من مجموع أجزائها، فيما يسمى تأثير التآزر».
ولا تعني هذه النتائج الجديدة أنه يمكننا استبدال هذه المادة الجديدة بجميع الأقطاب الكهربائية مباشرة؛ حيث يعد الجمع بين المواد الخمس المختلفة أمراً معقداً، ولم يتم اختبار النشاط حتى الآن إلا في بيئة معملية. يقول: «نحن نقارن مركباً تم اكتشافه حديثاً بالمواد المُحسنة للإنتاج على نطاق واسع، ما يعني أن مادتنا الجديدة لا تزال بحاجة إلى الاختبار على المستوى الصناعي، ومع ذلك، مع بعض التعديلات والتبديل الإضافي، فإن هذا المزيج من المعادن الانتقالية لديه القدرة للتفوق على البدائل المتاحة حالياً».
ويقول حمدي حسن، أستاذ العلوم الكيميائية بجامعة طنطا المصرية، إنه «كلما تم تقليل تكلفة عملية التحفيز الكهربائي في إنتاج طاقة الهيدروجين، ساعد ذلك على تسريع عملية التحول نحو الطاقة النظيفة».
ويوضح حسن لـ«الشرق الأوسط» أن «عملية خفض التكلفة لا تشمل فقط المواد المستخدمة في عملية التحفيز، مثلما سعى الفريق البحثي في الدراسة الجديدة لذلك؛ لكنها تشمل أيضاً الاستغناء عن الوقود الأحفوري في تشغيل عملية التحفيز».
ويقول إن «آلات المحلل الكهربائي المستخدمة في إنتاج الهيدروجين تحتاج في حد ذاتها إلى طاقة، تأتي غالباً من الوقود الأحفوري، لذلك تعمل فرق بحثية حول العالم على بناء المحلل الكهربائي الذي يتم تشغيله باستخدام مصادر الطاقة المتجددة، مثل الرياح أو الطاقة الشمسية لإنشاء ما يعرف باسم الهيدروجين الأخضر».
ويضيف: «الشيء المفيد في الهيدروجين الأخضر أنه متعدد الاستخدامات بشكل لا يصدق، ويمكن لأي تطبيق يستخدم الوقود الأحفوري اليوم استخدام هذا الوقود النظيف، مثل الشاحنات، وفي قطاع الطاقة، ويمكن للمناطق النائية الحصول على طاقة نظيفة وتخزين طويل الأجل، كما يمكن أن يكون مفيداً في الصناعات، مثل صناعة الصلب والزجاج».


مقالات ذات صلة

تفاهم سعودي - ألماني لإنتاج الهيدروجين المتجدد من نفايات الصرف الصحي

الاقتصاد بعد توقيع مذكرة التفاهم بين «سرك» السعودية و«كونكورد بلو» الألمانية (منصة «إكس»)

تفاهم سعودي - ألماني لإنتاج الهيدروجين المتجدد من نفايات الصرف الصحي

تدشن الشركة السعودية الاستثمارية لإعادة التدوير (سرك) مع شركة «كونكورد بلو» الألمانية، المرحلة الأولى من تطوير محطة تحويل حمأة الصرف الصحي إلى هيدروجين متجدد.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
تحليل إخباري عامل يفحص وحدة طاقة شمسية بمصنع في الصين (رويترز) play-circle

تحليل إخباري فرص في سلاسل التوريد العالمية لمستقبل الطاقة الخضراء بالمنطقة

تتمتع منطقة الشرق الأوسط بموقع فريد يؤهلها لتصبح منتِجاً ومصدِّراً رئيسياً للمعادن الحيوية ومكونات الطاقة الخضراء، لكنَّ تحقيق هذا يتطلب استثمارات وابتكاراً.

جيسيكا عبيد
علوم تسهم المواقع المحددة في تسريع تحول السعودية نحو استخدام مصادر الطاقة المتجددة (واس)

10 مواقع لتخزين الطاقة الشمسية والرياح في البحر الأحمر

توصّلت دراسة بحثية جديدة أجرتها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية «كاوست» لأفضل 10 مواقع مقترحة لتخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في البحر الأحمر.

«الشرق الأوسط» (جدة)
الاقتصاد مشروع «نيوم» للهيدروجين الأخضر (الشرق الأوسط)

الرياض تتخذ ألمانيا بوابةً لنشر إنتاجها من الهيدروجين الأخضر إلى أوروبا

تتجه الرياض للانتشار بشكل أوسع في أسواق أوروبا، بعد توقيع «أكوا بارو» السعودية و«سيفي» الألمانية، مذكرة تفاهم بشأن الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء.

بندر مسلم (الرياض)
الاقتصاد وزيرا الطاقة السعودي والمالية الألماني شهدا توقيع مذكرة التفاهم بين «أكوا باور» و«سيفي» (الوزارة)

«أكوا باور» السعودية و«سيفي» الألمانية تتعاونان في مجال الهيدروجين الأخضر

وقّعت شركتا «أكوا باور» السعودية و«سيفي» الألمانية مذكرة تفاهم بهدف إنتاج وتصدير الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء من المملكة إلى أوروبا.

«الشرق الأوسط» (الرياض)

كويكب مكتشف حديثاً قد يصطدم بالأرض

انطباع فني يعكس خصائص أي كويكب محدد معروف (وكالة الفضاء الأوروبية)
انطباع فني يعكس خصائص أي كويكب محدد معروف (وكالة الفضاء الأوروبية)
TT

كويكب مكتشف حديثاً قد يصطدم بالأرض

انطباع فني يعكس خصائص أي كويكب محدد معروف (وكالة الفضاء الأوروبية)
انطباع فني يعكس خصائص أي كويكب محدد معروف (وكالة الفضاء الأوروبية)

اكتشف علماء الفلك مؤخراً كويكباً أثار اهتمام المختصين، وقد ازدادت فرص اصطدامه بالأرض قليلاً مقارنة بتقديرات سابقة، وفق «سي إن إن» الأميركية.

وكان قد أُطلق على الكويكب اسم «واي آر-4 2024»، وحسب التقديرات، هناك احتمال بنسبة 2.2 في المائة للاصطدام بكوكبنا في 22 ديسمبر (كانون أول) 2032، وفقاً لوكالة الفضاء الأوروبية.

وقد ارتفعت هذه الاحتمالية على نسبة 1.2 في المائة التي تم تقديرها الأسبوع الماضي، بسبب ملاحظات جديدة.

ووفق توقعات علماء الفلك، فإن هذه النسبة سوف تتغير مع استمرار رصد الكويكب. ووفقاً للوكالة، فإن الكويكبات القريبة من الأرض تمر عادةً بهذا النمط بعد اكتشافها؛ حيث ترتفع فرص الاصطدام في البداية ثم تنخفض لاحقاً. على سبيل المثال، كان الكويكب «أبوفيس» يُعدّ في وقت ما من أخطر الكويكبات التي قد تصطدم بالأرض بعد اكتشافه عام 2004. لكن في عام 2021، تغيّرت تقديرات العلماء بعد تحليل دقيق لمداره.

وكلما زادت ملاحظات العلماء للكويكب «واي آر-4 2024»، تمكنوا من تحسين فهمهم لحجمه ومداره، ما يساعد في تحديد احتمالية الاصطدام بشكل أكثر دقة.

وجاء في منشور وكالة الفضاء الأوروبية: «ببساطة، كلما حصلنا على ملاحظات أكثر، أصبح بإمكاننا تحديد مسار الكويكب بشكل أكثر دقة، ومن المرجح أن يكون مجرد مرور قريب وليس اصطداماً».

وأضافت الوكالة: «لذلك، نتوقع أن يتم تقليل التوقعات بشأن الخطر تدريجياً حتى تصل إلى الصفر». ويقدر العلماء قُطر الكويكب ما بين 40 و90 متراً (131 إلى 295 قدماً).