كشف فريق من علماء الكيمياء في المجلس الوطني للبحوث العلمية والتكنولوجية في كوريا الجنوبية
عن تطوير محفز متقدّم قادر على تقليل الاعتماد على مصادر الهيدروجين التقليدية وخفض تكلفة إنتاجه بشكل ملحوظ.
ويعتمد هذا المحفز على البلاتين مع طبقات بينية دقيقة من ذرات النيكل، ما يمنحه قدرة عالية على تحليل الماء وجزيئات أخرى واستخلاص الهيدروجين منها لمدة تصل إلى 3000 ساعة مع تراجع طفيف جداً في الكفاءة التشغيلية.
البروفيسور تشوي سيونغ موك من المعهد الكوري لعلوم المواد أوضح أن الفريق استخدم النمذجة الحاسوبية لتفسير كيفية منع ترتيب الذرات على سطح المحفز هروب ذرات النيكل أثناء عملية التحليل الكهربائي للماء، قبل إثبات ذلك تجريبياً.
وأشار إلى أن هذا النهج أتاح ابتكار محفز قادر على العمل في منشأة صناعية لأكثر من ثلاثة آلاف ساعة دون فقدان كبير في الأداء.
ويعقد العلماء والاقتصاديون وآخرون في مجال المناخ آمالاً واسعة على انتقال العالم إلى طاقة الهيدروجين لما لها من دور محوري في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ودعم التحول نحو اقتصاد خالٍ من الكربون.
إلا أن هذا التحول يواجه عقبات كبيرة، أبرزها أن معظم الهيدروجين المنتج حالياً يأتي من تحليل الغاز الطبيعي والوقود الأحفوري، إضافة إلى أن المحفزات المستخدمة لتحليل الماء تتطلب طاقة عالية أو تعاني من قصر العمر التشغيلي.
وقدّم الكيميائيون الكوريون خطوة مهمة نحو تجاوز هذه العقبات عبر تطوير محفز نانوي التركيب يتمتع بحماية من التحلل السريع على المستوى الذري.
فالمحفزات السابقة المصنوعة من سبائك البلاتين والنيكل كانت تفقد فعاليتها سريعاً بسبب تسرب ذرات النيكل إلى الوسط المائي.
لكن الفريق الكوري اكتشف أن ترتيب الذرات بطريقة غير عشوائية—عبر إنشاء «مربعات» من النيكل داخل «معينات» من البلاتين—يمنع هذا التسرب ويطيل عمر المحفز بشكل كبير.
وأظهرت التجارب أن البنية الجديدة تحدّ من انفصال ذرات النيكل، ما يؤدي إلى تسرب جزء صغير فقط من المادة خلال ثلاثة آلاف ساعة من التشغيل المتواصل.
ونتيجة لذلك، انخفضت كفاءة النظام بنسبة 2 بالمئة فقط خلال أربعة أشهر، في حين تتدهور المحفزات التقليدية بالكامل خلال الفترة نفسها.
ويُتوقع أن يسهم هذا التطوير في خفض تكلفة إنتاج الهيدروجين وتعزيز جدوى استخدامه كمصدر طاقة نظيف أيضاً.
#مرايا الدولية
