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

20-08-2025
روبن هود تطمس الخطوط الفاصلة: أسواق التنبؤ بكرة القدم أعيدت تسميتها كاستثمار
روبن هود يدخل عالم المراهنات الرياضية بـ "أسواق التنبؤ" لكرة القدم، مما يثير جدلاً حول ما إذا كان استثمارًا أم قمارًا.
ADVERTISEMENT
19-08-2025
روبوت يونيتري يهيمن على الألعاب العالمية الافتتاحية للروبوتات البشرية
أبهرت روبوتات Unitree في الألعاب العالمية الافتتاحية للروبوتات الشبيهة بالبشر في الصين، حيث تنافست في تحديات رياضية ومهارات وظيفية ضد فرق عالمية.
21-07-2025
الكشف عن القيمة الحقيقية في سماعات الأذن الاقتصادية: نظرة متعمقة على الجواهر الخفية
استكشف كيفية العثور على سماعات أذن اقتصادية قيّمة، وفهم عمليات التصنيع، وخيارات التصميم، والاختلافات الدقيقة التي تجعل النماذج ذات الأسعار المعقولة متميزة.
09-08-2025
اصطدام الكويكب مقابل المخاطر اليومية: دراسة جديدة تضع المخاطر في منظورها الصحيح
دراسة جديدة تقارن احتمالات الوفاة من اصطدام كويكب مقابل المخاطر اليومية مثل ضربات البرق وحوادث السيارات، مما يقدم منظورًا فريدًا حول المخاطر العالمية والفردية.
ADVERTISEMENT
02-09-2025
تُظهر الروبوتات الشبيهة بالبشر وعدًا، لكن التكاليف المرتفعة تعيق التبني على نطاق واسع
يكشف تقرير DIGITIMES أنه في حين أن الذكاء الاصطناعي يسرع تطوير الروبوتات الشبيهة بالبشر، فإن التكاليف المرتفعة للأجهزة تمنع التبني الشامل، مع توقع استخدام واسع النطاق على مراحل على مدى العقد القادم.
25-07-2025
ما وراء الزجاج السائل: الكشف عن الجواهر الخفية في macOS 26 تاكوما
استكشف الميزات الأقل شهرة في الإصدار التجريبي العام لنظام macOS 26 Tahoe، بما في ذلك التخصيص المحسن، ومساعد استرداد جديد، واختصارات آلية، وتشفير آمن كميًا.
17-07-2025
جالاكسي ووتش 8 تضيف حماية للبطارية لتعزيز طول العمر
تتضمن ساعة Galaxy Watch 8 من سامسونج الآن ميزة حماية البطارية التي تحد من الشحن بين 85٪ و 90٪، مما يقلل الضغط على الخلية ويطيل عمرها الافتراضي.
ADVERTISEMENT
03-07-2025
علماء الفيزياء يكشفون لغزًا عمره 50 عامًا حول عزم ثنائي القطب لجزيء حاسم
لقد حل الفيزيائيون لغزًا دام 50 عامًا عن طريق قياس دقيق للعزم الكهربائي ثنائي القطب لأحادي كلوريد الألومنيوم (AlCl)، وهي جزيء بالغ الأهمية للفيزياء الفلكية والحوسبة الكمومية.
17-07-2025
الحكم الآلي يظهر لأول مرة في مباراة كل النجوم: كاميرات ذكية تدعم قرارات منطقة الجزاء الآلية
ظهر نظام الكرة والضربة الآلي التابع لدوري البيسبول الرئيسي لأول مرة في مباراة كل النجوم لعام 2025، باستخدام كاميرات هوك-آي لتقدير رميات الكرة والسماح بالطعون السريعة، حيث فازت الفرق بنسبة 80٪ من النزاعات. قد يؤدي النجاح هنا إلى اعتماده على مستوى الدوري في عام 2026، على الرغم من بقاء الحكام البشريين متواجدين.
03-07-2025
مصنع هيونداي في جورجيا سيصبح رائداً في نشر روبوت أطلس البشري
ستقوم شركة Hyundai Motor بنشر روبوت Atlas البشري التابع لشركة Boston Dynamics في مصنع السيارات الكهربائية التابع لها في جورجيا في أكتوبر لإجراء أول تجربة ميدانية له، مما يمثل خطوة مهمة في أتمتة التصنيع.
ADVERTISEMENT
05-09-2025
يصل iOS 26 و iPadOS 26 بيتا العامة 5 قبل الإطلاق الرسمي
أبل تطلق النسخة التجريبية العامة الخامسة لنظامي iOS 26 و iPadOS 26، مع توقع الإطلاق النهائي الشهر المقبل. تعرف على كيفية الانضمام إلى برنامج النسخة التجريبية وماذا تتوقع.
09-07-2025
هوغنغ فيس تطلق روبوتًا بسعر 299 دولارًا، مهيأة لإحداث ثورة في مجال الروبوتات
تطلق Hugging Face روبوت Reachy Mini مفتوح المصدر بسعر 299 دولارًا، بهدف إضفاء الطابع الديمقراطي على الروبوتات المدعومة بالذكاء الاصطناعي وتعطيل الصناعة بأجهزة يمكن للمطورين الوصول إليها.
28-05-2025
SpaceX تطلق صاروخ Super Heavy-Starship في اختبارها التاسع بعد فشل سابق
تقرير شامل عن إطلاق SpaceX لصاروخ Super Heavy-Starship في اختبارها التاسع، مع تفاصيل عن الأداء والتحديات المستقبلية.
ADVERTISEMENT
27-06-2025
تحذير الدراسات: قد يجعلنا الذكاء الاصطناعي أقل ذكاءً
{ "document": "تشير دراسات جديدة من جامعتي بنسلفانيا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى أن الاستخدام المنتظم للذكاء الاصطناعي، وخاصة نماذج اللغة الكبيرة، قد يؤدي إلى تدهور القدرات المعرفية وفهم سطحي، مما يثير جدلاً حول تأثير الذكاء الاصطناعي على الفكر البشري." }
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.
10-09-2025
صعود الذكاء الاصطناعي المتسارع يتطلب الحذر والتأهب، يحث الخبراء
استكشف الصعود السريع للذكاء الاصطناعي، وتأثيره المجتمعي، وتصور الجمهور، والحاجة الماسة للحذر والاستعداد كما حددها الخبراء.
ADVERTISEMENT