سولارابيك، الولايات المتحدة الأمريكية – 22 يونيو 2025: كشف مهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) عن عملية جديدة واعدة قد تُحدث تحولًا جذريًا في سوق الطاقة النظيفة، إذ تمكنوا من إنتاج وقود الهيدروجين بكفاءة عالية وبصمة كربونية منخفضة للغاية، معتمدين على ثلاثة مكونات غير متوقعة: علب الصودا المصنوعة من الألومنيوم المعاد تدويره، ومياه البحر، والكافيين. ووجد الباحثون بعد إجراء تقييم شامل لدورة حياة العملية أن هذه الطريقة تتفوق بشكل كبير على أساليب الإنتاج التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري، وتضع الألومنيوم كمصدر جاد ومنافس في قطاع الهيدروجين الأخضر.
تفاعل كيميائي فعال
تعتمد التقنية المبتكرة على تفاعل كيميائي مباشر بين الألومنيوم والماء. إذ يتغلب الباحثون على طبقة الأوكسيد الواقية التي تتشكل طبيعيًا على سطح الألومنيوم وتمنع تفاعله، وذلك عبر معالجته بكمية صغيرة من سبيكة معدنية نادرة مكونة من الغاليوم والإنديوم. تعمل هذه السبيكة على تنقية الألومنيوم وتحويله إلى شكله النقي، مما يسمح لذراته بتكسير جزيئات الماء بكفاءة عالية لإنتاج غاز الهيدروجين النقي وأكسيد الألومنيوم. وأظهرت نتائج الدراسة أن العملية تولّد 1.45 كيلوغرامًا فقط من ثاني أوكسيد الكربون لكل كيلوغرام من الهيدروجين المنتج، مقارنة بـ 11 كيلوغرامًا من الانبعاثات الكربونية للعمليات التقليدية، مما يجعلها منافسًا مباشرًا لتقنيات الهيدروجين الأخضر المعتمدة على الطاقة الشمسية والرياح.
تقييم شامل ورؤية تجارية
أجرى الفريق تقييمًا بيئيًا شاملاً “من المهد إلى اللحد” لتحديد الأثر الكربوني للعملية على نطاق صناعي. شمل التقييم كافة الخطوات بدءًا من الحصول على الألومنيوم المعاد تدويره، مرورًا بتفاعله مع مياه البحر، وصولًا إلى نقل الوقود للمستهلك. ويكمن أحد أهم جوانب الاستدامة في أن الملح الموجود في مياه البحر يساعد على ترسيب سبيكة الغاليوم والإنديوم، مما يسمح باستعادتها وإعادة استخدامها، الأمر الذي يخفض التكاليف التشغيلية. وقُدّرت تكلفة إنتاج الوقود بهذه الطريقة بحوالي 9 دولارات للكيلوغرام الواحد. يتصور الباحثون سلسلة إنتاج تبدأ من مراكز إعادة التدوير، حيث يتم نقل حبيبات الألومنيوم المعالجة مسبقًا إلى محطات وقود قريبة من السواحل، ليتم خلطها بالماء عند الطلب لإنتاج الهيدروجين مباشرة للمركبات. كما تنتج العملية مركبًا ثانويًا ذا قيمة، وهو معدن “البوميت” (boehmite) المستخدم في صناعة الإلكترونيات، والذي يمكن بيعه لزيادة الجدوى الاقتصادية للمشروع.
تطبيقات واعدة وتطوير مستمر
يواصل الفريق تطوير العملية وتوسيع نطاق تطبيقاتها العملية. صمم الباحثون مفاعلًا صغيرًا بحجم زجاجة ماء يمكنه توليد ما يكفي من الهيدروجين لتشغيل دراجة كهربائية لعدة ساعات، بعد أن أثبتوا سابقًا قدرة العملية على تزويد سيارة صغيرة بالوقود. وينظر الفريق حاليًا في تطبيقات تحت الماء، حيث يعملون على تصميم مفاعل يستفيد من مياه البحر المحيطة لتوليد الطاقة اللازمة لتشغيل قوارب أو مركبات غاطسة، مما يفتح آفاقًا جديدة لاستخدام هذه التقنية في قطاعات متعددة تتجاوز النقل البري.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: mit
image credit: canva
