سولارابيك –ألمانيا والصين–23 أكتوبر 2024: طور فريق بحثي ألماني صيني طريقة جديدة للتحليل الكهروكيميائي للماء مما يسرع إنتاج الهيدروجين للتكنولويجيا والصناعة ويجعله أكثر استدامة أيضاً.
إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهروكيميائي للماء
يمكن إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهروكيميائي للماء؛ إذ يتم تعريض الأقطاب الكهربائية للماء لتيار كهربائي.
ويعد أحد أكبر التحديات التي تواجه هذه العملية هو ما يسمى بتفاعل تطور الأوكسجين “OER” وهو تفاعل بطيء تتحلل فيه جزيئات الماء إلى مكوناتها الأوكسجين والهيدروجين. يمكن تسريع تفاعل تطور الأوكسجين باستخدام محفزات المعادن النادرة ومع ذلك فإن هذه المعادن باهظة الثمن ونادرة، فيما تسريع التفاعل يتطلب طاقة إضافية تعرف باسم الجهد الزائد.
عالج هذا التحدي فريق الباحثين المؤلف من أعضاء مؤسسات بحثية صينية مختلفة بقيادة البروفيسور دكتور سيوتشي رئيس قسم تصميم الأقطاب الكهربائية لأنظمة الطاقة الكهروضوئية في جامعة بايرويت، وطوروا طريقة مبتكرة لتحليل الماء بالطرق الكهروكيميائية. فقد استخدموا الإيريديوم الموزع ذرياً والمقترن به ثنائي ميتيل إيميدازول وهيدروكسيد الكوبالت والحديد كمسرعات للتفاعل. ويكمن الابتكار الرئيسي في الترتيب الهندسي لهذه المكونات الأمر الذي حسن الأداء والكفاءة.
تكمن أهمية هذا النهج المبتكر في زيادة نشاط تفاعل تطور الأوكسجين بشكل كبير ويظهر أيضاً جهداً زائداً منخفضاَ للغاية. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقلل من استخدام المعادن النادرة؛ إذ إنه يعتمد على استخدام ذرات الإيريديوم الفردية فقط، مما يؤثر بشكل إيجابي على استقرار تفاعل التسريع.
يقول سيوتشي، المؤلف الرئيسي للدراسة: “تمثل دراستنا خطوة كبيرة إلى الأمام في تطوير تسريع تفاعل تطور الأوكسجين بشكل فعّال من حيث التكلفة لإنتاج الهيدروجين المستدام. ومن خلال التغلب على التحدي الرئيسي للتكنولوجيا الحالية، فإن نتائجنا لديها القدرة على دفع التحول العالمي نحو حلول الطاقة النظيفة”.
لماذا يعد الهيدروجين عنصراً مهماً للصناعة؟
اكتسب الهيدروجين أهميته في الصناعة والتكنولوجيا بسبب الخصائص الفريدة التي يتمتع بها. فعلى سبيل المثال يتميز الهيدروجين بأنه أخف العناصر الكيميائية. كما يتمتع بكثافة طاقة عالية. بالإضافة إلى أنه وقود خال من الانبعاثات وينتج عن احتراقه الماء فقط. وهذا ما يجعله مصدر طاقة نظيفا وجذابا للغاية إلا أن عملية إنتاجه لا تزال مكلفة كذلك.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: phys org
