نظام تحفيزي جديد لإنتاج الهيدروجين عالي النقاء من مياه الصرف الصحي والمياه المالحة.. تفاصيل

حصل نظام تحفيزي طورته مجموعة من الباحثين بالمعهد الهندي للتكنولوجيا (آي آي تي) على براءة الاختراع لتميزه في إنتاج الهيدروجين عالي النقاء من مياه الصرف الصحي والمياه المالحة، حيث استطاع الباحثون استعمال ضوء الشمس الطبيعي لتحويل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستعمال محفز قابل لإعادة التدوير يعتمد على معدن انتقالي بسيط ومنخفض التكلفة.

ونشرت صحيفة ذا إيكونوميك تايمز (The Economic Times)، وستنحصر التطبيقات النهائية لهذا البحث المختص بإنتاج الهيدروجين عالي النقاء في قطاعات الصناعة والسيارات والطاقة، وفق ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.
تطوير النظام
يعتمد النظام على سلسلة من المواد المحفزة التي تمكن عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي لإنتاج الهيدروجين عالي النقاء من الماء، حيث تستعمل النباتات ضوء الشمس لتحويل الماء إلى هيدروجين وأكسجين، ثم التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الكربوهيدرات، إذ يقوم المحفز بالأمر نفسه لإنتاج الهيدروجين.
ويمثل إنتاج الهيدروجين من الوقود الأحفوري أكثر من 90%.
مميزات النظام
- تنتج المحفزات الهيدروجين عالي النقاء من مياه الصرف الصحي والمياه المالحة وغيرها.
- يمكن إعادة تدويرها بسهولة واستعمالها عدّة مرات.
- تنتج هذه العملية الهيدروجين بسرعة وبكلفة بسيطة باستعمال ضوء الشمس المتوفر في طيف واسع من الأطوال الموجية، دون الحاجة إلى مصدر طاقة باهظ التكلفة لإنتاج الهيدروجين.
- يمكن أن تكون التكلفة المنخفضة ودرجة النقاء العالية خطوة لا غنى عنها لاستعمال الهيدروجين وقودًا في المركبات، ما يسمح بتجنب الاعتماد على الوقود الأحفوري، ومن ثم الحد من التلوث.
- يأمل الباحثون تطوير نموذج تجريبي يليه إنتاج الهيدروجين على نطاق واسع يناسب تطبيقات المستعمل النهائي.
إنتاج الهيدروجين
- يعتمد إنتاج الهيدروجين على تحويل الماء إلى هيدروجين وأكسجين بوساطة الكهرباء، لكنها ما تزال طريقة مكلفة.

- يعكف الباحثون والشركات على تعزيز الدراسات للعثور على وسائل مختلفة لخفض التكلفة.

- أما إنتاج الهيدروجين من النفط والغاز فيعد أكثر الطرق شيوعا وأقلها تكلفة، لكنه يتعارض مع الأهداف المناخية بسبب انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون في أثناء عملية الاستخراج.

- ينقسم الهيدروجين إلى عدة أنواع حسب طريقة إنتاجه، منها الهيدروجين البني الذي يستخرج من الفحم، والرمادي المستخرج من الغاز الطبيعي، والهيدروجين الأزرق من الفحم أو الغاز الطبيعي، والهيدروجين الأخضر بوساطة التحليل الكهربائي للماء المعتمد على الطاقة المتجددة، والهيدروجين الأصفر المنتج بالتحليل الكهربائي للماء باستعمال الكهرباء المنتجة من محطات الطاقة النووية.

- يستعمل الهيدروجين مصدرا للوقود مباشرة، أو حاملا للطاقة عبر تطبيقات خلايا الوقود.

- يستعمل بصفته مادة خاما في عدة صناعات، مثل الأسمدة، أو لتوفير الحرارة في الصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة، مثل صناعة الصلب.

- يعتمد وجود الشوائب في الهيدروجين على عملية الإنتاج، وبات الهيدروجين عالي النقاء بالغ الأهمية لصناعة مركبات خلايا الوقود والجيل القادم من طائرات الهيدروجين.