ثورة علمية.. اليابان تفتح الباب الواسع لوقود رخيص ونظيف

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.

البلاديوم ورفاقه

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.

المحفز الجديد يقوم بنفس الأداء لكنه أوفر وأرخص (شترستوك) لماذا يُعتبر هذا اكتشافا ثوريا؟

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