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

22-07-2025
زلزال مارس في ميانمار: كارثة "فوق القص"
تسبب زلزال بقوة 7.8 درجة في ميانمار في مارس 2024 في دمار واسع النطاق، وكشفت دراسة جديدة أن تمزقه قسم الأرض بسرعة "فائقة القص"، مما ضاعف قوته التدميرية.
ADVERTISEMENT
26-05-2025
دليل شامل للذكاء الاصطناعي في 2025: من الأساسيات إلى التطبيقات المتقدمة
اكتشف كيف سيشكل الذكاء الاصطناعي حياتنا في 2025، من الأساسيات إلى التطبيقات المتقدمة، مع دليل شامل لفهم تأثيره على مختلف الصناعات.
15-07-2025
علامة سعر Xbox Ally: تسريب يشير إلى أنها قد تكون أعلى من المتوقع
تشير المعلومات المسربة إلى أن جهاز Xbox Ally المحمول للألعاب قد يكون سعره أعلى من المتوقع، ربما حوالي 700 دولار، مع سعر Ally X عند 1,050 دولارًا. الرسوم الجمركية وواجهة مستخدم Xbox المحسّنة هما عاملان رئيسيان.
10-09-2025
الإمارات تكشف عن K2 ثينك: نموذج ذكاء اصطناعي مفتوح المصدر يتحدى العمالقة العالميين
أطلق معهد الإمارات للنماذج التأسيسية نموذج الذكاء الاصطناعي مفتوح المصدر K2 Think، المصمم لمنافسة أنظمة الذكاء الاصطناعي الرائدة من الصين والولايات المتحدة، مع التركيز على الكفاءة والقدرات المتخصصة.
ADVERTISEMENT
22-08-2025
تم إلغاء خطط بيكسل تابلت 2 والخاتم الذكي بواسطة جوجل
مسؤولون تنفيذيون في جوجل يؤكدون عدم وجود خطط لجهاز Pixel Tablet 2 أو خاتم ذكي، مع تحويل التركيز إلى الهواتف والأجهزة المتصلة الأخرى.
08-08-2025
مكبر الصوت الجديد من ياماها يضم اثني عشر مكبر صوت دولبي أتموس، متجاوزاً عدد أفلام "فاست آند فيوريوس"
نظام مكبر الصوت الجديد SR-X90A من ياماها يضم اثني عشر مكبر صوت مذهلاً بتقنية Dolby Atmos موجه للأعلى، مما يوفر نهجًا أقصى لتجربة صوت مسرح منزلي غامرة. تعرف على ميزاته المتقدمة، مكبرات الصوت المحيطية متعددة الاستخدامات، معالجة الذكاء الاصطناعي، والتسعير المميز.
24-07-2025
شاحن Qi2 اللاسلكي بقوة 25 واط يصل لأجهزة الآيفون والأندرويد، واعدًا بسرعات أعلى
اكتشف وصول الشحن اللاسلكي Qi2 بقوة 25 واط، مما يوفر سرعات أسرع لأجهزة iPhone والهواتف الذكية الرائدة التي تعمل بنظام Android، بالإضافة إلى الأجهزة المعتمدة الأخرى.
ADVERTISEMENT
14-08-2025
وضع الفأرة في Switch 2 يتألق في Drag x Drive
Drag x Drive لجهاز سويتش 2 تستعرض ضوابط وضع الفأرة المبهرة، مقدمةً تجربة فريدة لكرة السلة على الكراسي المتحركة مع ردود فعل لمسية وآليات لعب عميقة.
26-05-2025
تسريبات جديدة تكشف عن ثلاثة طائرات درون جديدة من DJI
تسريبات جديدة تكشف عن ثلاثة طائرات درون جديدة من DJI، تشمل Mini 5 Pro وAvata 3 وNeo 2، مع تحسينات ملحوظة في البطارية ونطاق النقل.
28-05-2025
فرصة تريليون دولار في الذكاء الجغرافي
استكشاف الفرص الكبيرة في مجال الذكاء الجغرافي، الذي يُعتبر فرصة تريليون دولار، مع التركيز على الابتكارات والتحديات المستقبلية.
ADVERTISEMENT
29-05-2025
الأولمبياد الدولي للروبوتات البشرية: من أولمبيا إلى المستقبل الذكي
استعدوا لأحداث مثيرة في أولمبيا، اليونان، حيث سيجمع الأولمبياد الدولي للروبوتات البشرية بين الابتكار والتكنولوجيا في حدث فريد من نوعه.
03-07-2025
نظرة خاطفة على Prime Day: حامل Spider-Man Echo Dot يظهر لأول مرة بخصم مبكر
يبدأ يوم Prime Day لعام 2025 من أمازون مبكرًا مع حامل Echo Dot Spider-Man المخفض وعروض الأجهزة المنزلية الذكية الأخرى، مما يتيح لك تحويل Echo Dot الخاص بك إلى مساعد خارق.
12-06-2025
أداة الفيديو الجديدة بالذكاء الاصطناعي من ميتا: تحولات فورية لمقاطعك
تطلق Meta أدوات جديدة لتحرير الفيديو بالذكاء الاصطناعي مع أكثر من 50 موجهًا مسبقًا، مما يسمح للمستخدمين بتحويل سمات الفيديو والخلفيات والملابس. تتوفر الميزة لفترة محدودة، ويتم طرحها في الولايات المتحدة وبلدان أخرى.
ADVERTISEMENT
22-05-2025
صاروخ الطاقة النووية من صن بيرد: ثورة في السفر إلى الفضاء
تسعى شركة صن بيرد إلى تطوير صاروخ يعمل بالطاقة النووية الاندماجية، مما يعد ثورة في مجال السفر إلى الفضاء. تعرف على الفوائد والتحديات التي تواجه هذا المشروع الطموح.
10-06-2025
إطلاق نيو جلين الثاني يتأجل وسط تغييرات في القيادة
يواجه برنامج صاروخ نيو غلين التابع لشركة بلو أوريجين تأخيرات كبيرة، حيث تم تأجيل الإطلاق الثاني الآن إلى 15 أغسطس على الأقل، وهو ما يقل عن الأهداف الأولية.
28-05-2025
إعادة تعريف الترفيه: الذكاء الاصطناعي وتطورات جديدة في صناعة الإعلام
استكشاف تأثير الذكاء الاصطناعي على صناعة الإعلام في فعالية "إعادة تعريف الترفيه" في NAB 2025، مع تسليط الضوء على التطورات الجديدة والبنية التحتية اللازمة.
ADVERTISEMENT