بينما يبحث العلماء في جميع أنحاء العالم عن حلول للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري، ركز الكثيرون على إنتاج غاز الهيدروجين كمصدر بديل للطاقة، إنه وقود خالٍ من الكربون ولا ينتج عنه إلا الماء كمنتج ثانوي عند الاحتراق.
يتكون غاز الهيدروجين عادة عن طريق تقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين ، وهي عملية تسمى التحليل الكهربائي، يتم تنفيذه عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر عينة من الماء. يبدأ هذا تفاعلًا كيميائيًا يؤدي إلى تحلل المواد في الجزيئ.
طور فريق من الباحثين في جامعة ملبورن، يعمل مع زميل من جامعة مانشستر، جهازًا يمكنه استخدام الرطوبة من الهواء لإنتاج غاز الهيدروجين، في ورقتهم المنشورة في مجلة Nature Communications ، تصف المجموعة أجهزتهم وأدائها في ظل ظروف المختبر.
تتضمن معظم الجهود لاستخدام التحليل الكهربائي المياه من مصدر نقي وتميل إلى أن تكون معقدة ومكلفة، ولهذا السبب لا يزال الهيدروجين غير مستخدم على نطاق واسع لتشغيل المركبات. في هذا الجهد الجديد، قام الباحثون بتبسيط العملية واستخدموا مصدرًا متاحًا للمياه – الرطوبة.
عبوات امتصاص الرطوبة
الجهاز، الذي يسميه الفريق وحدة التحليل الكهربائي للهواء المباشر ، صُنع باستخدام مواد تشبه الإسفنج للأقطاب الكهربائية، يشبهونها بهلام السيليكا الذي غالبًا ما يظهر في عبوات امتصاص الرطوبة.
الرطوبة التي يتم تجميعها تنتقل إلى غرفة حيث يتم تحليلها كهربائيا، كان مفتاح نجاح الوحدة هو أن الإلكتروليتات المسترطبة يمكن أن تتعرض للغلاف الجوي طوال الوقت.
تم الحصول على الكهرباء لتشغيل التفاعلات من مورد متجدد متاح بسهولة – توربينات رياح صغيرة، مع تحرك الأقطاب الموجبة الشحنة عبر الماء، تم سحب الإلكترونات من الجزيئات، مما أدى إلى تكوين أيونات الأكسجين موجبة الشحنة وأيونات الهيدروجين سالبة الشحنة . تم إطلاق الأكسجين والتقاط الهيدروجين.
كان النموذج الأولي قادرًا على إنتاج الهيدروجين لأكثر من 12 يومًا متتاليًا، كما سمح الباحثون لها بالعمل من تلقاء نفسها لمدة ثمانية أشهر لتحديد مدى قدرتها على التحمل، ووجدوا أنه يعمل بمستويات رطوبة منخفضة تصل إلى 4٪.
أظهرت الاختبارات حتى الآن أن الجهاز قادر على إنتاج ما يكفي من الهيدروجين لتدفئة المنزل ، لاحظوا أيضًا أنه على الرغم من أن النموذج الأولي صغير، إلا أنه يمكن توسيع نطاقه أو يمكن توصيل وحدات متعددة معًا.
