سولارابيك – الولايات المتحدة الأمريكية، 27 سبتمبر 2025: طوّر باحثون أمريكيون في مختبر بروكهافن الوطني محفزًا جديدًا لخلايا وقود الهيدروجين، يُظهر قدرة فائقة على تحسين الأداء والمتانة بشكل جذري، مما يمهد الطريق أمام تشغيل الشاحنات الثقيلة والحافلات التجارية بوقود نظيف. يُعالج هذا الابتكار أحد أكبر التحديات التي تواجه قطاع النقل الثقيل، والمتمثل في الحاجة إلى محفزات قوية وفعالة تتحمل ظروف التشغيل القاسية. وفي اختبارات صارمة تحاكي الاستخدام الفعلي، أثبت المحفز الجديد قدرته على الصمود لأكثر من 90,000 دورة تشغيل، وهو ما يعادل 25,000 ساعة من العمل المتواصل للشاحنات، متجاوزًا بذلك الأهداف الحالية التي حددتها وزارة الطاقة الأمريكية.
تركيبة خماسية تكشف سر القوة
يكمن سر هذا الأداء الاستثنائي في هندسة ذرية دقيقة وهيكل مبتكر. فقد ابتكر الفريق محفزًا مُطعمًا بالنيتروجين يعتمد على مزيج متناغم من خمسة معادن هي: البلاتين (Pt)، الكوبالت (Co)، النيكل (Ni)، الحديد (Fe)، والنحاس (Cu). كما أنه يتميز بهيكل يُعرف بـ”المعدن البيني عالي الإنتروبيا”، وهو ترتيب مستقر ومنظم للعناصر المتعددة، محمي بغلاف أحادي الطبقة من البلاتين. وقد كشفت التحليلات المجهرية أن التشوهات الدقيقة في البنية الذرية للمادة، والتي تُعرف بـ”إجهاد دون مستوى الأنغستروم” (أصغر من عرض الذرة)، تلعب دورًا محوريًا؛ بالإضافة إلى ذلك، تُسهم هذه التشوهات في تكوين روابط قوية بين المعادن والنيتروجين، مما يعزز من تفاعلية المحفز ومتانته في آن واحد.
نتائج عملية تفتح أبواب المستقبل
أكدت الدكتورة زويرو تشاو، الباحثة المشاركة في المشروع، أن هذه النتائج تقدم مسارًا عمليًا لتطوير أنظمة خلايا وقود قادرة على تلبية احتياجات السوق الفورية وتمهيد الطريق لاعتمادها على نطاق واسع في قطاع النقل الثقيل. من ناحية أخرى، أوضح الدكتور كوتارو ساساكي، أحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة أن المحفزات هي المكونات التي تُفعِّل التفاعلات الكيميائية داخل خلية الوقود، في حين أنه يجب عليها أداء هذه المهمة بكفاءة متكررة في بيئات قاسية كالحرارة العالية والحمضية الشديدة. ويعد هذا الإنجاز، الذي تضافرت فيه جهود أقسام الكيمياء والفيزياء والمواد النانوية بالمختبر، مثالًا واضحًا على قدرة الأبحاث الأساسية في التأثير المباشر على تطوير تقنيات عملية تلبي احتياجات الصناعة العالمية.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
