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

21-11-2025
أفضل 10 اتجاهات رئيسية في تكنولوجيا الطاقة الاحتياطية للمنزل بحلول عام 2025
اكتشف أهم 10 اتجاهات تشكل تكنولوجيا الطاقة الاحتياطية للمنزل بحلول عام 2025، من الشحن الهجين وبطاريات LiFePO4 إلى التكامل مع التطبيقات الذكية والشحن السريع.
ADVERTISEMENT
17-10-2025
ميتا تنهي دعم تطبيقات سطح المكتب للمراسلة على ماك وويندوز
تقوم ميتا بإغلاق تطبيقات Messenger الخاصة بها لأجهزة Mac و Windows في 15 ديسمبر، وتوجيه المستخدمين إلى Facebook.com أو Messenger.com للمراسلة عبر سطح المكتب وتقديم نافذة لحفظ سجل الدردشة.
01-09-2025
التنقل في المستقبل: أفضل 10 وظائف مقاومة للذكاء الاصطناعي وسط مخاوف الأتمتة
استكشف أفضل 10 وظائف مقاومة للذكاء الاصطناعي حددتها دراسة لشركة مايكروسوفت، والتي تقدم رؤى حول الأمان الوظيفي وسط المخاوف المتزايدة من الأتمتة وإمكانية أن يعزز الذكاء الاصطناعي الأدوار البشرية بدلاً من أن يحل محلها.
29-05-2025
تسلا تطلق تحديثًا جديدًا لتطبيق آيفون يدعم الأنشطة الحية لشحن السيارات
تسلا تطلق تحديثًا جديدًا لتطبيق آيفون يدعم الأنشطة الحية لشحن السيارات، مما يتيح للمستخدمين متابعة تقدم الشحن عبر شاشة القفل.
ADVERTISEMENT
22-07-2025
سامسونج جالاكسي زد فولد 7: الهاتف القابل للطي الذي يبدو أخيرًا كما يجب
اكتشف مراجعة Samsung Galaxy Z Fold 7، التي تسلط الضوء على تصميمها الأنحف، وشاشاتها المحسنة، وأدائها القوي، وكاميرتها المطورة، مما يجعلها هاتفًا ذكيًا رائدًا قابلًا للطي.
24-06-2025
مرصد روبين يكشف عن أولى صوره المذهلة
يكشف مرصد فيرا سي. روبين عن صوره الأولى، التي تعرض ملايين المجرات والنجوم وآلاف الكويكبات الجديدة، مما يبشر بثورة في علم الفلك.
09-08-2025
نموذج ميتا الأولي للواقع الافتراضي "تيراميسو" يقترب من واقعية البصر البشري
نموذج سماعة الواقع الافتراضي تيراميسو من ميتا يعرض تحسينات بصرية كبيرة، ويهدف إلى الواقعية المفرطة على الرغم من حجمه الكبير ومجال رؤيته المحدود.
ADVERTISEMENT
01-10-2025
أمازون تكشف النقاب عن مكبرات صوت Echo جديدة: Echo Dot Max و Echo Studio يهدفان إلى تقديم تجربة صوتية محسنة
تطلق أمازون مكبرات الصوت الذكية الجديدة Echo Dot Max و Echo Studio، مع التركيز على جودة الصوت المحسنة والصوت المكاني وميزة Alexa Home Theater الجديدة. تكشف الانطباعات العملية عن تحسينات كبيرة في الجهير ومسرح الصوت، ولكن لا تزال هناك أسئلة حول التطبيق العملي للإعدادات المتقدمة والقدرات الكاملة لـ Alexa+.
19-11-2025
Gemini 3 Pro مقابل Grok 4.1: قياس حدود ذكاء الذكاء الاصطناعي
جيميني 3 برو من جوجل يضع معايير جديدة في الأداء للذكاء الاصطناعي والبرمجة، متفوقًا على Grok 4.1، مع تكامل سلس وأدوات مطورين متقدمة.
01-12-2025
3 اتجاهات رئيسية في الروبوتات البشرية الجاهزة للمستهلك: ما تحتاج إلى معرفته
استكشف الاتجاهات الرئيسية في الروبوتات البشرية الجاهزة للاستخدام الاستهلاكي مثل نيو: التحول إلى الاستخدام المنزلي، والتفاعل المتقدم المدفوع بالذكاء الاصطناعي، وتزايد إجراءات الخصوصية.
ADVERTISEMENT