سولارابيك، النرويج– 28 ديسمبر 2025: توصل الباحث يوكييرو تاكاهاشي، من الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU)، إلى ابتكار تقني يغير قواعد اللعبة في إنتاج وقود الهيدروجين، إذ نجح في تطوير آلية للتحكم في نمو معدن النيكل داخل أجهزة التحليل الكهربائي، مما يرفع كفاءتها ويخفض تكاليفها بشكل غير مسبوق. ويعد هذا الاكتشاف حجر زاوية لجعل الهيدروجين الأخضر بديلاً اقتصادياً منافساً للوقود الأحفوري، خاصة في حال توسيع نطاق استخدامه ليشمل قطاعات النقل الثقيل والطيران التي تتطلب طاقة هائلة ومستدامة.
هندسة الأقطاب الكهربائية وتحديات التحليل القلوي
تعتمد عمليات إنتاج الهيدروجين المعاصرة على تقنية “التحليل الكهربائي القلوي للمياه” (AWE) لفصل الماء إلى هيدروجين وأوكسجين، وهي عملية تتطلب أقطاباً معدنية مطلية بالنيكل لتعمل كمحفز يسرع التفاعل ويقاوم التآكل في البيئات الكيميائية القاسية. وبالإضافة إلى ذلك، واجهت هذه الصناعة طويلاً عقبة تقنية تتمثل في عدم انتظام توزيع التيار الكهربائي أثناء عملية “الترسيب الكهربائي”، ما يؤدي إلى تراكم طبقات غير متساوية من النيكل وهدر المادة الخام، الأمر الذي يرفع تكاليف الإنتاج ويقلل من جودة الأداء النهائي للأجهزة. من ناحية أخرى، نجح تاكاهاشي في حل هذه المعضلة عبر إدخال “عوامل تعقيد كيميائية” (Complexing agents) تعمل على ربط أيونات النيكل بالصفائح المعدنية بدقة، مما يمنع الترسيب العشوائي المتسارع ويضمن توزيعاً منتظماً ومثاليا للمعدن.
النمذجة الرياضية تتنبأ بمستقبل الطاقة النظيفة
استخدم الباحث نموذجاً رياضياً تنبؤياً متطوراً يحاكي سلوك النيكل تحت ظروف متغيرة، مثل تفاوت الرقم الهيدروجيني (pH) وشدة التيارات الكهربائية واختلاف سماكة الطلاء المطلوبة. كما أنه أثبت قدرة هذا النموذج على التنبؤ بدقة بشكل وخصائص الطلاء قبل البدء الفعلي في عملية التصنيع، مما يقلل من احتمالية حدوث دفعات إنتاجية فاشلة ويوفر الوقت والطاقة والمواد الخام. وفي حين أنه يركز حالياً على تحسين أجهزة التحليل الكهربائي، فإن هذه المنهجية العلمية يمكن تطبيقها في عمليات كهروكيميائية واسعة النطاق تتجاوز قطاع الهيدروجين. ووفقاً للدراسة فإن هذا الاختراق يمثل أملاً كبيراً لقطاعات الشحن البحري والطيران والصناعات الثقيلة، حيث يوفر الهيدروجين المنتج بهذه الطريقة حلولاً لتحديات الوزن والمدى التي تعاني منها البطاريات التقليدية، فضلاً عن قدرته على تخزين فائض طاقة الرياح والشمس وتحقيق استقرار شبكات الكهرباء العالمية.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
