محفزات رباطية جديدة تمهد الطريق لإنتاج الهيدروجين الأخضر بأسعار معقولة

التكنولوجيا اليومية

التكنولوجيا اليومية

·

25/08/2025

button icon
ADVERTISEMENT

إنتاج الهيدروجين الأخضر يتلقى دفعة قوية بفضل المحفزات الجديدة

دراسة رائدة من جامعة أشوكا تلقي ضوءًا جديدًا على السعي للحصول على الهيدروجين الأخضر بأسعار معقولة. لقد طور الباحثون محفزات 'ربيطة' جديدة واعدة يمكن أن تحسن بشكل كبير كفاءة إنتاج الهيدروجين من الماء، مما يوفر بديلاً أنظف لمصادر الطاقة التقليدية.

النقاط الرئيسية

تحدي الهيدروجين الأخضر

مع تزايد تأثيرات تغير المناخ، يُنظر بشكل متزايد إلى الوقود الأخضر مثل الهيدروجين على أنه مستقبل الطاقة. ومع ذلك، فإن الطرق الحالية لإنتاج الهيدروجين 'الأخضر' حقًا، وخاصة تلك التي تتضمن تقسيم جزيئات الماء (H2O) إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام التحفيز الكهربائي، غالبًا ما تكون كثيفة الاستهلاك للطاقة ومكلفة. إن كفاءة هذه المحفزات الكهربائية أمر بالغ الأهمية، حيث تتطلب المحفزات الأكثر كفاءة طاقة أقل لدفع التفاعلات الكيميائية الضرورية.

ADVERTISEMENT

محفزات الربيطة: بديل واعد

المعيار الذهبي الحالي للمحفزات الكهربائية هو البلاتين، وهو معدن ثمين باهظ الثمن ونادر. وقد حفز هذا البحث المكثف عن بدائل أكثر تكلفة باستخدام معادن مثل النيكل والحديد والكوبالت والنحاس والزنك. وقد استكشف فريق بحثي في جامعة أشوكا، بقيادة الأستاذة المساعدة الدكتورة مونمون غوش، استخدام الروابط بالاقتران مع هذه المعادن الأساسية.

في الكيمياء، الربيطة هي جزيء يرتبط بأيون معدني، مكونًا مركبًا. واستلهامًا من الطبيعة، مثل دور الأكسجين كربيطة في الهيموغلوبين، قام الفريق بتصميم واختبار مركبات معدنية-ربيطة مختلفة. وكشفت تجاربهم أن مزيج النيكل-ربيطة أظهر الوعد الأكثر أهمية لإنتاج غاز الهيدروجين بكفاءة.

ADVERTISEMENT

فهم أداء المحفز

تقاس فعالية المحفز بـ 'الجهد الزائد' و'تردد الدوران'. يشير الجهد الزائد إلى الطاقة الكهربائية الإضافية اللازمة لبدء التفاعل، حيث يشير الجهد الزائد الأقل إلى كفاءة طاقة أكبر. يحدد تردد الدوران مدى سرعة المحفز في إنتاج الهيدروجين، حيث يشير التردد الأعلى إلى محفز أكثر إنتاجية.

أوضحت الدكتورة غوش أن الروابط ضرورية لتقليل الجهد الزائد. وذكرت: "سيكون جهدي الزائد أعلى بكثير باستخدام المعدن فقط. تساعد الربيطة في تقليل الجهد الزائد وجعل العملية أكثر كفاءة". أظهر مركب النيكل-ربيطة الذي طوره الفريق معدلات تحفيزية مماثلة للمحفزات الرائدة وأظهر جهدًا زائدًا أقل من بعض أنظمة النيكل والحديد المبلغ عنها سابقًا. بينما يتباهى البلاتين بجهد زائد يبلغ 30 ملي فولت، يقدم مركب النيكل-ربيطة أداءً تنافسيًا، متفوقًا بشكل كبير على المحفزات المعدنية فقط التي يمكن أن يكون لها جهود زائدة تصل إلى 1 فولت.

ADVERTISEMENT

الدور الحاسم لتصميم الربيطة

أبرز الأستاذ المساعد الدكتور ديباك أستانا، عضو آخر في فريق البحث، أن الربيطة، وليس المعدن وحده، يبدو أنها المكون الرئيسي الذي يدفع عملية إنتاج الهيدروجين. وشبه ذلك بالمعدن الذي يعمل بمفرده مقابل العمل مع ربيطة، حيث يقلل الأخير بشكل كبير من عبء الطاقة. وأكدت الدكتورة غوش: "تصميم الربيطة مهم جدًا"، مشيرة إلى أنه يمكن تصميم الروابط إما لمنح أو قبول الإلكترونات من المعدن، مما يؤثر على نتيجة التفاعل ويضمن بقاء المكون المعدني مستقرًا.

آفاق مستقبلية

بينما أقر الدكتور أستانا بأن هذه خطوة أولية، أعرب عن تفاؤله. وقال: "ما تعلمناه من الدراسة هو أن التركيز على مزيج النيكل-ربيطة هو خطوة أولى جيدة. إنه ليس الحل الأفضل بعد، لكنه تنافسي". يشير البحث إلى مسار واضح لتعديل وتحسين تصاميم الروابط لإنشاء أنظمة تنافس كفاءة واستقرار المحفزات المعدنية باهظة الثمن، مما يمهد الطريق لإنتاج هيدروجين أخضر أكثر استدامة وفعالية من حيث التكلفة.

قراءة مقترحة

18-08-2025
تغييرات كبيرة في إصدار آيفون 18: تأجيل الطراز الأساسي إلى 2027، وطرازات برو تصل مبكرًا
استراتيجية إصدار آيفون 18 من آبل تتغير: تأخير النموذج الأساسي إلى عام 2027، ونماذج برو في سبتمبر 2026. تعرف على السبب.
ADVERTISEMENT
07-07-2025
الروبوتات الشبيهة بالبشر: شريان الحياة لصناعة البطاريات في كوريا الجنوبية وسط تباطؤ السيارات الكهربائية
يواجه قطاع البطاريات في كوريا الجنوبية تباطؤًا في الطلب على السيارات الكهربائية، ويتطلع إلى الروبوتات الشبيهة بالبشر كشريان حياة للتطوير والكفاءة.
09-09-2025
ريان رينولدز يعترف بتسريب لقطات اختبار ديدبول، ممهداً الطريق لثلاثية أفلام
ريان رينولدز يعترف بتسريب اللقطات التجريبية لفيلم "ديدبول" في عام 2014، وهي خطوة أدت في النهاية إلى إنتاج ثلاثية أفلام الأبطال الخارقين الناجحة المصنفة R.
03-06-2025
96% من الأمريكيين يستهدفون بعمليات الاحتيال أسبوعيًا: كيف تحمي نفسك؟
اكتشف كيف أن 96% من الأمريكيين يستهدفون بعمليات الاحتيال أسبوعيًا، وتعرف على نصائح الخبراء للحماية من الاحتيال عبر البريد الإلكتروني، والمكالمات، والرسائل النصية، ووسائل التواصل الاجتماعي.
ADVERTISEMENT
07-07-2025
علماء ألمان يحطمون الرقم القياسي في الاندماج النووي، ممهدين الطريق لطاقة نظيفة لا نهائية
كسر علماء ألمان في جهاز ستيلاراتور Wendelstein 7-X أرقامًا قياسية في الاندماج النووي، مما يمثل خطوة مهمة نحو طاقة نظيفة لا نهائية. تعرف على هذا الإنجاز وآثاره على مستقبل الطاقة المستدامة.
01-09-2025
تنبيه لمستخدمي Gmail: جوجل تصدر تحذيرًا أمنيًا عاجلاً وسط تصاعد هجمات التصيد الاحتيالي
تصدر جوجل تحذيرًا أمنيًا عاجلاً لـ 2.5 مليار مستخدم لـ Gmail بعد اختراق البيانات، وتفصل التغييرات الهامة في القواعد واستراتيجيات التخفيف من هجمات التصيد الاحتيالي.
17-06-2025
مفاجأة لمستخدمي Windows 11: رنة Vista الشهيرة تعود عن طريق الخطأ
استبدلت مايكروسوفت عن طريق الخطأ صوت بدء تشغيل ويندوز 11 بنغمة ويندوز فيستا الكلاسيكية في إصدار تجريبي حديث من Insider Preview، وهو خلل مؤقت سيتم إصلاحه.
ADVERTISEMENT
14-08-2025
سلسلة Galaxy S24 تحصل على أول تجربة لـ One UI 8.0 التجريبية مع أندرويد 16
سامسونج تطلق تحديث One UI 8.0 التجريبي لسلسلة Galaxy S24، جالبًا معه ميزات أندرويد 16، وتحسينات واجهة المستخدم، وأمانًا محسّنًا.
08-07-2025
مارك إليس يكشف النقاب عن أول وكيل صوت يعمل بالذكاء الاصطناعي للتوظيف في الشرق الأوسط
أطلق مارك إليس أول وكيل صوتي مدعوم بالذكاء الاصطناعي في الشرق الأوسط للتوظيف، مما أحدث ثورة في التوظيف من خلال المشاركة المتقدمة للمرشحين وتقليل الوقت المستغرق في التوظيف.
09-06-2025
نزال كوني: مجموعتان مجرتان تستعدان للاصطدام الثاني
مجموعتان من العناقيد المجرية داخل نظام PSZ2 G181 تستعدان لاصطدام ثانٍ، وهو حدث كوني نادر يقدم رؤى جديدة حول اندماجات العناقيد المجرية منخفضة الكتلة.
ADVERTISEMENT
12-09-2025
سماعات Nothing Ear (3) تلمح إلى زر 'Talk' غامض واتجاه تصميم جديد
اكتشف زر "التحدث" الغامض والتصميم الفضي المعدني الجديد لسماعات الأذن اللاسلكية Ear (3) القادمة من Nothing، مما يشير إلى تحول في جمالية العلامة التجارية وتركيزها على أدوات التحكم اللمسية.
29-07-2025
جوجل تُعيد تصميم تنبيهات أندرويد للزلازل بعد فشل حرج في تركيا
تُراجع جوجل نظامها لتنبيهات الزلازل على أندرويد بعد فشلها في إصدار تحذيرات حرجة خلال زلازل تركيا المدمرة عام 2023، وتحسين خوارزميات الكشف.
02-09-2025
حافظة آيفون 17 برو "الشفافة" قد لا تكون شفافة جدًا في النهاية
استكشف أحدث الشائعات حول حافظة آيفون 17 برو الشفافة، والتي قد تتميز بقسم أبيض كبير غير شفاف بدلاً من الشفافية الكاملة، ربما بسبب شريط الكاميرا الأكبر في الطراز الجديد.
ADVERTISEMENT
26-06-2025
خطط زفاف بيزوس تعرقلت بسبب تهديد تمساح قابل للنفخ في البندقية
يواجه حفل زفاف جيف بيزوس في البندقية اضطرابًا حيث يهدد النشطاء بملء القنوات بحيوانات قابلة للنفخ، مما يجبر على تغيير المكان ويسلط الضوء على قضايا الثروة والمناخ.
18-07-2025
Android 16 QPR1 Beta 3: عودة أيقونات الطقس النابضة بالحياة، شريط البحث يحصل على تحديث أنيق
يعيد Android 16 QPR1 Beta 3 أيقونات الطقس الملونة ويحسن شريط البحث في Pixel Launcher لتجربة مستخدم أكثر تماسكًا.
28-08-2025
الروبوتات تتقن التضاريس غير المرئية باستخدام خرائط الانتباه المتقدمة
اكتشف كيف تمكّن تقنية رسم خرائط الانتباه الخاصة بمعهد ETH زيورخ الروبوتات مثل ANYmal-D و Fourier GR-1 من التنقل في التضاريس الصعبة وغير المرئية بذكاء وكفاءة معززين.
ADVERTISEMENT