ثورة علمية.. اليابان تفتح الباب الواسع لوقود رخيص ونظيف
تاريخ النشر: 8th, March 2025 GMT
يعتبر العلماء أن الهيدروجين هو وقود المستقبل، حيث يعد بديلا نظيفا ومستداما للوقود الأحفوري لأنه لا ينتج أي انبعاثات ضارة عند استخدامه.
ويتم إنتاج الهيدروجين من خلال عملية التحليل الكهربائي، التي تفصل مكونات الماء، بحيث نحصل على غاز الهيدروجين والأكسجين، باستخدام الكهرباء.
ولكن هذه العملية تتطلب محفزا لتسريع التفاعل بكفاءة، ويعتبر البلاتين حتى اللحظة أفضل محفز لهذه العملية، لكنه مكلف جدا ونادر، وهذا يجعل إنتاج الهيدروجين باهظ الثمن.
لحل هذه المشكلة، طور علماء من جامعة طوكيو للعلوم محفزا جديدا مصنوعا من صفائح نانوية تعتمد على عنصر آخر وهو البلاديوم، والتي تعمل بكفاءة مماثلة للبلاتين ولكن بتكلفة أقل بكثير.
ويمكن للمحفز الجديد تقديم أداء مشابه للبلاتين ولكن بتكلفة أقل بكثير، وهذا قد يساعد في توسيع نطاق إنتاج الهيدروجين وجعل الطاقة النظيفة أكثر انتشارا وأقل تكلفة.
وبحسب الدراسة، التي نشرها الفريق في دورية كيمستري يوروبيان جورنال، فإن صفائح البلاديوم النانوية، وهي طبقات فائقة النحافة من البلاديوم ممزوجة مع جزيئات عضوية، احتاجت طاقة إضافية منخفضة جدا للعمل بشكل مماثل للبلاتين.
وبالإضافة إلى ذلك، بقيت الصفائح النانوية سليمة لمدة 12 ساعة في بيئة حمضية، وهذا يعني أنها مستقرة وقابلة للاستخدام في أنظمة إنتاج الهيدروجين الواقعية.
ويعتقد فريق من الباحثين أن الابتكار الجديد يعد اكتشافا ثوريا، ليس فقط لأنه يدعم الجهود العالمية نحو الطاقة النظيفة ويتماشى مع أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة وبشكل خاص الهدف السابع (توفير طاقة نظيفة وميسورة التكلفة) والهدف التاسع (تعزيز الصناعة والابتكار والبنية التحتية)، ولكن هناك عدة أسباب أخرى منها:
إعلان تكلفة أقل: البلاديوم أرخص وأكثر توفرا من البلاتين، وهذا يقلل من تكلفة إنتاج الهيدروجين. كفاءة عالية: يعمل بنفس كفاءة البلاتين في عملية إنتاج الهيدروجين. متانة طويلة الأمد: يبقى مستقرا حتى في الظروف القاسية. صديق للبيئة: يقلل من الحاجة إلى تعدين البلاتين، الذي يسبب أضرارا بيئية كبيرة. إمكانية التوسع للصناعة: يمكن استخدامه في خلايا وقود الهيدروجين، وأنظمة تخزين الطاقة الكبيرة، والنقل النظيف (مثل السيارات التي تعمل بالهيدروجين).يأتي ذلك في سياق تصاعد خطير لمتوسطات درجات الحرارة العالمية، وهي عملية يساعد على تفاقمها استخدام البشر للوقود الأحفوري، الأمر الذي قد يدخل الكوكب كله في دوامة من الأحداث المناخية المتطرفة، والتي تؤثر على كل شيء بداية من الصحة العامة والأمن الغذائي والاقتصاد ووصولا للسياسة.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات رمضان إنتاج الهیدروجین
إقرأ أيضاً:
ثورة تعيد تشكيل العمران.. مدن المستقبل بهندسة الذكاء الاصطناعي
هل شعرت يوماً وأنت عالق في زحمة مرورية أن هناك طريقة أفضل لتصميم المدينة؟ أو مررت بجانب مبنى ضخم وتساءلت عن حجم استهلاكه للطاقة؟
على مدى عقود، ظل بناء المدن عملية بطيئة ومعقدة، تعتمد غالباً على التخمينات المدروسة والتجارب السابقة. لكن ماذا لو منحنا مخططي المدن «قوى خارقة»؟ ماذا لو استطاعوا التنبؤ بسيناريوهات مستقبلية متعددة قبل أن يبدأ العمل فعلياً على الأرض؟
هذا بالضبط ما يحدث اليوم، والسر يكمن في الذكاء الاصطناعي.
يشرح شاه محمد، قائد ابتكار الذكاء الاصطناعي في شركة «سويكو»، أن الذكاء الاصطناعي يُحدث ثورة في تصميم المدن وتخطيط البنية التحتية عبر تحسين العمليات، وتعزيز اتخاذ القرار، وتحقيق نتائج أكثر استدامة. يتيح الذكاء الاصطناعي لفريقه تحليل كميات ضخمة من البيانات، ومحاكاة سيناريوهات متعددة، وخلق بيئات حضرية أكثر كفاءة ومرونة، وفقاً لموقع «آي أي نيوز» المتخصص في دراسات الذكاء الاصطناعي.
ويؤكد شاه أن الذكاء الاصطناعي يمنح فريقه القدرة على طرح الأسئلة الحاسمة التي تؤثر على حياة السكان: «كيف نبني هذا الحي بأذكى طريقة لتقليل الازدحام والتلوث؟ وكيف نصمم مبنى يحافظ على برودته خلال موجات الحر دون أن ترتفع فواتير الكهرباء؟» حيث يمكن للذكاء الاصطناعي حساب آلاف الاحتمالات لاختيار الحل الأمثل.
لكن الواقع معقد، ويصعب محاكاته بدقة. فالطقس غير المتوقع، والتأخيرات، والفوضى البشرية تمثل تحديات كبيرة.
ويقول شاه: «التحدي الأكبر في تطبيق نماذج البيانات على الواقع يكمن في تعقيد وتغير الظروف البيئية. من الضروري أن تمثل النماذج هذه الظروف بدقة وأن تكون قادرة على التكيف معها».
ولتجاوز هذه العقبات، يبدأ الفريق بتنظيم بياناته وضمان جودتها، موضحاً: «نطبق ممارسات صارمة لإدارة البيانات، نوحد تنسيقاتها، ونستخدم أدوات برمجية قابلة للتشغيل البيني لضمان توافق البيانات عبر المشاريع.»
يضمن هذا التنظيم أن يعمل جميع أعضاء الفريق من مصدر موثوق وموحد، مما يمكّن الذكاء الاصطناعي من أداء مهامه بكفاءة ويعزز التعاون بين الفرق المختلفة.
ومن أبرز الجوانب الواعدة في استخدام الذكاء الاصطناعي دوره البيئي والإنساني. يشير شاه إلى مشروع استخدم فيه الذكاء الاصطناعي للحفاظ على التنوع البيولوجي، عبر تحديد الأنواع المهددة بالانقراض وتزويد الباحثين بالمعلومات اللازمة، ليمنح الطبيعة صوتاً في عمليات التخطيط.
ويقول شاه: «يشبه الأمر وكأن الذكاء الاصطناعي يرفع يده قائلاً: "احذروا، هناك عائلة من الطيور النادرة هنا"، ما يساعدنا على البناء باحترام البيئة المحيطة».
اقرأ أيضا.. الذكاء الاصطناعي يحدث ثورة في مجال الهندسة المعماري
أما المرحلة القادمة، فيرى شاه، فهي تحويل هذه الرؤية المستقبلية إلى دليل حي وواقعي.
ويشرح: «أكبر فرصة للذكاء الاصطناعي في قطاع العمارة والهندسة والبناء تكمن في التحليلات التنبؤية والأتمتة. من خلال توقع الاتجاهات المستقبلية، والكشف المبكر عن المشكلات، وأتمتة المهام الروتينية، يمكن للذكاء الاصطناعي رفع الكفاءة، خفض التكاليف، وتحسين جودة المشاريع.»
هذا يعني جسوراً أكثر أماناً، طرقاً تحتاج إلى صيانة أقل، واضطرابات أقل في حياة الناس. كما يحرر المواهب البشرية من الأعمال الروتينية لتتركز على بناء مدن المستقبل التي تلبي حاجات سكانها.
أسامة عثمان (أبوظبي)
حسام موافي: شرب الحشيش لا يحتاج لمصحة.. والترامادول يستوجب الدخول الفوري