علماء يطورون طريقة لصنع وقود الهيدروجين من الهواء
ابتكر العلماء طريقة جديدة لاستخراج الماء من الهواء لصنع الهيدروجين
يمثل الهيدروجين الأخضر، الذي ينتجه المحللون الكهربائيون باستخدام الكهرباء والماء، بديلاً محتملاً للوقود الأحفوري الباعث لثاني أكسيد الكربون في محاولة للقضاء على الانبعاثات وملوثات البيئة التي أصبحت ضرورة نتيجة التغيرات المناخية الكبيرة.
حيث يمكن لأصحاب السيارات الحصول على وقود سياراتهم من الهواء الرقيق من حولنا من خلال ما يقوم به العلماء من تطوير لآلية تمكن من صنع وقود الهيدروجين من الهواء.
فيديو ذات صلة
This browser does not support the video element.
ومع ذلك، غالباً ما تتطلب الأجهزة الحالية مكونات معقدة مثل المعادن النادرة، والوصول إلى المياه النقية، مما قد يؤدي إلى المنافسة مع الإمدادات المحدودة من مياه الشرب.
بدلاً من الماء السائل، يحصد النموذج الأولي الجديد للمحلل الكهربائي الهواء الرطب، حيث يمتص الرطوبة من الهواء ويقسم الماء المتجمع إلى هيدروجين وأكسجين، ثم تم عرض وقود الهيدروجين هذا لتشغيل الجهاز بنجاح.
قال خبراء في جامعة ملبورن إن فكرة النموذج الأولي قد تسمح بتوفير وقود الهيدروجين للمناطق الجافة والنائية، مع الحد الأدنى من التأثير البيئي، خاصةً في حال استخدام الطاقة المتجددة، كان العلماء قادرين على التحليل الكهربائي لماء الهواء في رطوبة منخفضة تصل إلى 4%.
قال جانج كيفين لي، المحاضر البارز في قسم الهندسة الكيميائية في جامعة ملبورن، والمؤلف المشارك للورقة، لمجلة نيوزويك: "لقد طورنا ما يسمى بالمحلل الكهربي المباشر للهواء باختصار DAE، تستخدم هذه الوحدة إلكتروليتاً استرطابياً يتعرض للغلاف الجوي باستمرار".
وتابع الشرح: "هذا المنحل بالكهرباء لديه إمكانات عالية لاستخراج الرطوبة من الهواء تلقائياً بدون استخدام مدخلات طاقة خارجية، مما يجعله متاحاً بسهولة للتحليل الكهربائي وإنتاج الهيدروجين بمجرد اقترانه بمصدر طاقة متجدد".
يستخدم التحليل الكهربائي تقليدياً فقط لجمع الهيدروجين والأكسجين من الماء السائل، إنه يعمل عن طريق وضع قطبين في الماء وتشغيل تيار كهربائي من خلاله.
في القطب الموجب الشحنة، يتم تمزيق الإلكترونات بعيداً عن H2O، وتشكل أيونات الهيدروجين الموجبة وجزيئات O2، بينما في القطب السالب، تُعطى الإلكترونات إلى أيونات الهيدروجين، مكونة الهيدروجين في النهاية.
لكن تكمن المشكلة في ذلك في أنه يتطلب مياهاً سائلة، لذلك يجب إجراء مثل هذا التحليل الكهربائي في مكان يوجد به الكثير منه حتى لا يحد من إمدادات مياه الشرب.
إذا كان هذا الماء في الهواء، كما هو الحال بالنسبة للنموذج الأولي لحصاده، فإنه يزيل هذه المشكلة والتكلفة المرتبطة بها، كما يسمح بإنتاج الهيدروجين في أي مكان في العالم.
يقول العلماء إن أبحاثهم قد تمكن أجهزة تحويل الطاقة الشمسية إلى وقود في المستقبل من العمل في أي مكان على الأرض، والتغلب على مشكلة نقص المياه في حالة الانتشار الواسع لإنتاج الهيدروجين، وذلك بناء على بحث البحث تم نشره في مجلة Nature Communications.