خطوة حاسمة لصناعة الهيدروجين الأخضر.. طريقة جديدة لإنتاج الهيدروجين مباشرة من مياه البحر دون الحاجة إلى التحلية

كتبت : حبيبة جمال

طور علماء أستراليون طريقة جديدة لإنتاج الهيدروجين مباشرة من مياه البحر، لقد وصفوا التكنولوجيا كخطوة حاسمة لصناعة الهيدروجين الأخضر القابلة للحياة حقًا.

طور باحثون من جامعة RMIT في ملبورن ، أستراليا ، طريقة جديدة لتقسيم مياه البحر إلى هيدروجين وأكسجين ، دون الحاجة إلى تحلية المياه والتكاليف المرتبطة بها ، واستهلاك الطاقة ، والمنتجات الثانوية السامة. قاموا بدمج محفز يتكون من صفائح مسامية مخدرة بالنيتروجين تم تطويرها للعمل على وجه التحديد مع مياه البحر.

النهج الجديد ، الذي ابتكره فريق في مجموعة الأبحاث متعددة التخصصات من أجل الطاقة النظيفة والبيئة (MC2E) في RMIT ، يستخدم محفزًا مكونًا من صفائح فوسفيد النيكل الموليبدينوم المسامية التي يسهل اختراقها بالنيتروجين.

تعتمد الطريقة ، المفصلة في دراسة معملية نُشرت مؤخرًا في مجلة Small ، على وجود مسام كبيرة في الألواح لزيادة التوصيل الكهربائي ، بينما يزيد وجود روابط معدنية-نيتروجينية وبوليانيونات السطح من الثبات ويحسن مقاومة التآكل وخصائص ضد كيمياء الكلور.

“أداءً رائعًا”

قال الباحثون إن صفائح المحفز أظهرت “أداءً رائعًا”، حيث حفزت تقسيم الماء بالكامل عند 1.52 و 1.55 فولت لتحقيق 10 مللي أمبير سم 2 في 1 متر KOH ومياه البحر، على التوالي.

وخلص الفريق إلى أن “التحكم الهيكلي والتركيبي يمكن أن يجعل المحفزات فعالة في الحصول على الهيدروجين منخفض التكلفة مباشرة من مياه البحر”.

وقال كبير الباحثين ناصر محمود، إن الطريقة الجديدة تتغلب على بعض العقبات المرتبطة بطبيعة مياه البحر الغنية بالملح.

وأضاف محمود “أكبر عقبة في استخدام مياه البحر هي الكلور، والذي يمكن إنتاجه كمنتج ثانوي، إذا أردنا تلبية احتياجات العالم من الهيدروجين دون حل هذه المشكلة أولاً، فسننتج 240 مليون طن سنويًا من الكلور كل عام – وهو ما يعادل ثلاثة إلى أربعة أضعاف ما يحتاجه العالم من الكلور”.

وأوضح محمود “لا جدوى من استبدال الهيدروجين الناتج عن الوقود الأحفوري بإنتاج الهيدروجين الذي يمكن أن يضر ببيئتنا بطريقة مختلفة، لا تتجاهل عمليتنا عدم وجود ثاني أكسيد الكربون فحسب ، بل لا ينتج عنها أيضًا إنتاج الكلور “.

محفزات عالية الكفاءة ومستقرة

في حين تم تطوير محفزات تجريبية أخرى لتقسيم مياه البحر، قال مرشح الدكتوراه سوراج لومبا ، إن فريق البحث RMIT ركز على إنتاج محفزات عالية الكفاءة ومستقرة يمكن تصنيعها بفعالية من حيث التكلفة، وأضاف “ركز نهجنا على تغيير الكيمياء الداخلية للمحفزات من خلال طريقة بسيطة، مما يجعلها سهلة نسبيًا لإنتاجها على نطاق واسع بحيث يمكن تصنيعها بسهولة على المستويات الصناعية”.

وذكر محمود، أن التكنولوجيا وعدت بخفض تكلفة المحلل الكهربائي بشكل كبير – بما يكفي لتلبية هدف الحكومة الأسترالية لإنتاج الهيدروجين الأخضر البالغ دولارين للكيلوحرام، لجعلها قادرة على المنافسة مع الهيدروجين من مصادر الوقود الأحفوري.

وقال: “إن طريقتنا في إنتاج الهيدروجين مباشرة من مياه البحر بسيطة وقابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة أكثر بكثير من أي نهج هيدروجين أخضر موجود حاليًا في السوق”، “مع مزيد من التطوير، نأمل أن يؤدي ذلك إلى تعزيز إنشاء صناعة هيدروجين خضراء مزدهرة في أستراليا.”

تم تقديم طلب براءة اختراع مؤقت للطريقة الجديدة، وقال الباحثون إنهم يعملون مع شركاء الصناعة لتطوير التكنولوجيا، تتمثل المرحلة التالية في تطوير نموذج أولي لمحلل كهربي يجمع بين سلسلة من المحفزات لإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين.