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

21-05-2025
إطلاق مركبة دراجون من محطة الفضاء الدولية: موعد مغادرة حاسم
أعلنت ناسا عن موعد مغادرة مركبة دراجون التابعة لسبيس إكس من محطة الفضاء الدولية، مما يمثل خطوة مهمة في برنامج الرحلات الفضائية التجارية.
ADVERTISEMENT
27-05-2025
تأثير الذكاء الاصطناعي على عمل مبرمجي أمازون: ضغط متزايد وإنتاجية أعلى
تأثير الذكاء الاصطناعي على مبرمجي أمازون: ضغوط متزايدة وإنتاجية أعلى، مع مخاوف من فقدان المهارات الأساسية.
10-09-2025
إيربودز برو 3 تصل: نظرة عميقة على التحسينات مقارنةً بإيربودز برو 2
قارن ابل ايربودز برو 3 الجديد مع ايربودز برو 2. اكتشف التحسينات في إلغاء الضوضاء النشط، الصوت، عمر البطارية، الميزات الصحية الجديدة، والراحة.
28-08-2025
ساعة أبل السلسلة 11 وألترا 3 تُطلق قريباً: ماذا نتوقع؟
حدث آبل القادم "المذهل" في 9 سبتمبر من المقرر أن يكشف عن ساعة أبل ووتش سيريس 11 وربما ألترا 3، مع تواريخ إصدار متوقعة في منتصف سبتمبر. اكتشف شائعات التصميم والمعالج والبطارية وميزات الصحة.
ADVERTISEMENT
25-06-2025
تمكن Gemini AI الروبوتات الشبيهة بالبشر من الذكاء دون اتصال بالإنترنت
تقدم Google DeepMind نموذج Gemini Robotics On-Device، وهو نموذج ذكاء اصطناعي يمكّن الروبوتات الشبيهة بالبشر من العمل بشكل مستقل دون الحاجة إلى الإنترنت، مما يعزز الموثوقية والخصوصية.
02-07-2025
السباق إلى سدنا: مفاهيم دفع جديدة يمكن أن تقلل وقت السفر إلى الكوكب القزم البعيد إلى النصف
تقنيات الدفع الجديدة يمكن أن تمكن مهمة إلى الكوكب القزم الغامض سدنا في 7-10 سنوات، مما يوفر رؤى غير مسبوقة في النظام الشمسي الخارجي.
11-08-2025
روبوتات كندية تغزو الساحة الرياضية العالمية، تهدف إلى مستقبل أكثر فائدة
الروبوتات الكندية تتفوق في رياضات شبيهة بالأولمبياد ضمن كأس العالم للروبوتات، مما يدفع عجلة البحث لتطوير روبوتات بشرية عملية ذات تطبيقات في رعاية كبار السن والصناعة.
ADVERTISEMENT
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.
02-07-2025
كرة القدم الآلية تظهر لأول مرة مع خروج محرج على نقالة
اكتشف العالم المرح والدرامي بشكل مفاجئ لكرة القدم الآلية، حيث يتقن بالفعل الروبوتات الشبيهة بالبشر والمدعومة بالذكاء الاصطناعي فن الخروج من الملعب على نقالة.
11-07-2025
الخاتمة المثالية لـ "ميردر بوت": نهاية مثالية وبداية واعدة
تختتم Apple TV+ اقتباس "يوميات ميردر بوت" لمارثا ويلز موسمه الأول بنهاية مثالية، مما يمهد الطريق للموسم الثاني.
ADVERTISEMENT
26-05-2025
نظارات ذكية مدعومة بالذكاء الاصطناعي: هل يمكنها تقليل أخطاء الأدوية؟
تسعى الأبحاث في جامعة واشنطن إلى استخدام الذكاء الاصطناعي في تطوير نظارات ذكية تساعد في تقليل الأخطاء الطبية المتعلقة بالأدوية وتحسين سلامة المرضى.
29-05-2025
إطلاق الذكاء الاصطناعي لرصد مخاطر حركة الطيران في الولايات المتحدة
أعلن وزير النقل شون دافي عن استخدام الذكاء الاصطناعي لرصد مخاطر حركة الطيران في الولايات المتحدة، بهدف تعزيز السلامة الجوية ومنع الكوارث المستقبلية.
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.
ADVERTISEMENT
09-09-2025
روبوتات تنزل إلى الملعب: ألعاب الروبوتات البشرية العالمية الافتتاحية تستعرض رياضيي المستقبل
استكشف الألعاب العالمية الأولى للروبوتات الشبيهة بالبشر، حيث تنافست الروبوتات في الرياضات والتحديات الواقعية، عارضةً بذلك التطورات في الذكاء الاصطناعي والروبوتات.
28-07-2025
أسوس تكشف عن مواصفات طاقة وحدات معالجة الرسوميات المحمولة من سلسلة RTX 50
تكشف أسوس عن المواصفات الكاملة لـ TGP لأجهزة لابتوب الألعاب ROG و TUF لعام 2025 المزودة بوحدات معالجة الرسوميات من سلسلة Nvidia RTX 50، مما يوفر شفافية غير مسبوقة للمستهلكين.
18-08-2025
دي سي ومارفل تتحدان: الكشف عن ثنائيات أبطال جديدة لحدث تقاطع ملحمي
تعلن DC و Marvel Comics عن ثنائيات أبطال جدد لحدثهما الكبير المتقاطع، ويضمون باتمان، ديدبول، دكتور سترينج، جون كونستانتين، هارلي كوين، هالك، نايت وينج، وولفرين، ستاتيك، والآنسة مارفل.
ADVERTISEMENT