سولارابيك – أمريكا – 27 مارس 2025: في ظل الحاجة الملحة إلى مصادر طاقة مستدامة، يعمل الباحثون في جامعة ولاية كارولاينا الشمالية الزراعية والتقنية على تطوير تقنيات متقدمة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، وهو مصدر طاقة نظيف يتم إنتاجه باستخدام مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية. ويُنظر إلى هذا الابتكار كخطوة محورية نحو تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، الذي شكّل 84% من إجمالي إنتاج الطاقة الأساسي في أمريكا خلال عام 2023.
التغلب على تحديات إنتاج الهيدروجين
تعد التغيرات في شدة الإضاءة الطبيعية أحد أكبر التحديات التي تواجه إنتاج الهيدروجين الأخضر ، خاصة في الأيام الغائمة، مما يحد من ثبات عملية الإنتاج. ولمواجهة هذا التحدي، طوّر الدكتور بيشنو باستاكوتي وفريقه محاكيًا للطاقة الشمسية في بيئة مختبرية خاضعة للرقابة، ما يتيح لهم قياس انتقال الطاقة بدقة وضمان إنتاج مستقر وفعال للهيدروجين عبر تفكيك جزيئات الماء تحت ظروف ضوئية ثابتة.
أحد الابتكارات الرئيسية التي توصل إليها الفريق هو تصميم مادة جديدة على شكل قرص العسل مصنوعة من أوكسيد الحديد والتيتانات، مما يزيد من كفاءة إنتاج الهيدروجين وذلك من تحسين مساحة السطح وتعزيز نقل الشحنات والكتلة، وهما عاملان أساسيان في العمليات التحفيزية.
بفضل بنية المادة المسامية التي تتراوح أحجام مسامها بين 2 إلى 50 نانومترًا، نجح الباحثون في مضاعفة إنتاج الهيدروجين تقريبًا مقارنة بالمواد التجارية المتوفرة حاليًا. وقد حظيت نتائج دراستهم، التي نُشرت في مجلة Small العلمية، باهتمام واسع في مجالي علوم المواد والتحفيز الضوئي.
نحو مستقبل مستدام
أكد الدكتور باستاكوتي على أهمية توعية المجتمع بأهمية الطاقة المتجددة، مشيرًا إلى أن التحول من الفحم إلى الغاز الطبيعي في الماضي يجب أن يتكرر من خلال الانتقال إلى مصادر طاقة مستدامة مثل الهيدروجين الأخضر. ورغم التكاليف الأولية المرتفعة لهذه التكنولوجيا، فإنه يؤكد أن فوائدها على المدى الطويل تفوق هذه التحديات، لما لها من تأثير إيجابي على الأجيال القادمة.
يمثل هذا البحث خطوة محورية نحو تلبية احتياجات العالم من الطاقة بطريقة أكثر استدامة، حيث يسعى العلماء إلى إحداث نقلة نوعية في إنتاج الهيدروجين الأخضر. ومن خلال هذه الجهود، يأمل الفريق في تمهيد الطريق نحو حلول أكثر نظافة وأمانًا لضمان مستقبل طاقة مستدامة تحافظ على البيئة وتعزز أمن الطاقة العالمي.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: INTERESTING ENGINEERING
Image credit: Canva Library
