إنتاج الهيدروجين الأخضر بكفاءة بالتحليل الكهربائي لمياه البحر
توسيع نطاق النظام باستخدام محلل كهربائي أكبر يمكن استخدامه في العمليات التجارية لتوليد الهيدروجين لخلايا الوقود وتخليق الأمونيا
كتبت : حبيبة جمال
نجحت مجموعة من الباحثين في استخدام التحليل الكهربائي لمياه البحر دون معالجة مسبقة لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
قاد الفريق الدولي شيزانج تشياو بجامعة أديلايد، والأستاذ المساعد ياو تشنج من كلية الهندسة الكيميائية، وقال البروفيسور تشياو: “لقد توصلنا إلى التحليل الكهربائي لمياه البحر الطبيعية بفصل الأكسجين والهيدروجين بكفاءة تقارب 100%، لإنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق التحليل الكهربائي، باستخدام محفز غير ثمين ورخيص في محلل كهربائي تجاري”.
المحفز غير الثمين النموذجي هو أكسيد الكوبالت مع أكسيد الكروم على سطحه.
مياه البحر كمادة وسيطة
قال الأستاذ المساعد تشنج “لقد استخدمنا مياه البحر كمادة وسيطة دون الحاجة إلى أي عمليات معالجة مسبقة مثل التناضح العكسي أو التنقية أو القلوية”.
وأوضح “أداء المحلل الكهربي التجاري مع محفزاتنا التي تعمل في مياه البحر قريب من أداء محفزات البلاتين/ الإيريديوم التي تعمل في مادة وسيطة من الماء منزوع الأيونات عالي النقاء.
نشر الفريق بحثهم في مجلة Nature Energy، حيث قال البروفيسور تشنج “المحلل الكهربائي الحالي يتم تشغيله بإلكتروليت ماء عالي النقاء. زيادة الطلب على الهيدروجين ليحل جزئيًا أو كليًا محل الطاقة المتولدة من الوقود الأحفوري سيزيد بشكل كبير من ندرة موارد المياه العذبة المحدودة بشكل متزايد”.
مياه البحر هي مورد لا حصر له تقريبًا وتعتبر من الإلكتروليتات الطبيعية، هذا أكثر عملية بالنسبة للمناطق ذات الخطوط الساحلية الطويلة، ووفرة أشعة الشمس، فهو غير عملي في المناطق التي تندر فيها مياه البحر.
لا يزال التحليل الكهربائي لمياه البحر في مرحلة مبكرة مقارنة بالتحليل الكهربائي للمياه النقية، بسبب التفاعلات الجانبية للقطب الكهربي ، والتآكل الناتج عن تعقيدات استخدام مياه البحر.
استفادة مباشرة من مياه البحر دون أنظمة المعالجة
قال الأستاذ المساعد تشنج: “من الضروري دائمًا معالجة المياه غير النقية إلى مستوى نقاء المياه للمحللات الكهربائية التقليدية بما في ذلك تحلية المياه ونزع الأيونات، مما يزيد من تكلفة التشغيل والصيانة للعمليات”.
وأضاف، “يوفر عملنا حلاً للاستفادة المباشرة من مياه البحر دون أنظمة المعالجة المسبقة والإضافة القلوية، مما يُظهر أداءً مشابهًا لأداء المحلل الكهربائي للمياه النقية القائمة على المعدن.”
سيعمل الفريق على توسيع نطاق النظام باستخدام محلل كهربائي أكبر بحيث يمكن استخدامه في العمليات التجارية مثل توليد الهيدروجين لخلايا الوقود وتخليق الأمونيا.
