البلاديوم بديلا مبتكرا للبلاتين.. اكتشاف ثوري في إنتاج الهيدروجين بتكلفة منخفضة وكفاءة عالية

يُعتبر الهيدروجين وقود المستقبل وفقا لآراء العلماء، حيث يُعد بديلاً نظيفًا ومستدامًا للوقود الأحفوري، لأنه لا يُنتج أي انبعاثات ضارة أثناء استخدامه. يتم إنتاج الهيدروجين من خلال عملية التحليل الكهربائي، التي تفصل الماء إلى مكوناته الأساسية: الهيدروجين والأكسجين باستخدام الكهرباء.

إلا أن هذه العملية تتطلب محفزًا لتسريع التفاعل بشكل أكثر كفاءة. ويُعتبر البلاتين في الوقت الحالي أفضل محفز لهذه العملية، ولكن تكلفته العالية ونُدرته تجعل من إنتاج الهيدروجين أمرًا مكلفًا للغاية.

الحل: المحفزات الجديدة باستخدام البلاديوم

لمعالجة هذه المشكلة، طور علماء من جامعة طوكيو للعلوم محفزًا جديدًا مصنوعًا من صفائح نانوية تعتمد على عنصر البلاديوم. ويعمل هذا المحفز بكفاءة مماثلة للبلاتين ولكن بتكلفة أقل بكثير. يمكن أن يوفر هذا المحفز الجديد أداءً مماثلاً للبلاتين ولكن بتكلفة أقل، مما قد يسهم في توسيع نطاق إنتاج الهيدروجين ويجعل الطاقة النظيفة أكثر وصولاً وأقل تكلفة.

ووفقًا للدراسة التي نُشرت في دورية “كيمستري يوروبيان جورنال”، فإن صفائح البلاديوم النانوية، وهي طبقات فائقة النحافة من البلاديوم ممزوجة مع جزيئات عضوية، تحتاج إلى طاقة إضافية منخفضة جدًا لتعمل بكفاءة مشابهة للبلاتين. علاوة على ذلك، أظهرت هذه الصفائح قدرتها على البقاء سليمة لمدة 12 ساعة في بيئة حمضية، مما يثبت استقرارها وقابليتها للاستخدام في أنظمة إنتاج الهيدروجين الحقيقية.

الاكتشاف الثوري:

يعد هذا الاكتشاف ثوريًا للعديد من الأسباب، بما في ذلك:

1. تكلفة أقل: البلاديوم أقل تكلفة وأكثر توفرًا من البلاتين، مما يقلل من تكلفة إنتاج الهيدروجين.
2. كفاءة عالية: يعمل بنفس كفاءة البلاتين في عملية إنتاج الهيدروجين.
3. متانة طويلة الأمد: يبقى مستقراً حتى في الظروف القاسية.
4. صديق للبيئة: يساهم في تقليل الحاجة إلى تعدين البلاتين الذي يسبب أضرارًا بيئية كبيرة.
5. إمكانية التوسع الصناعي: يمكن استخدامه في خلايا وقود الهيدروجين، أنظمة تخزين الطاقة الكبيرة، والنقل النظيف (مثل السيارات التي تعمل بالهيدروجين).

يُعد هذا الاكتشاف جزءًا من الجهود العالمية لتحقيق الطاقة النظيفة، وهو يتماشى مع أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة، وبشكل خاص الهدف السابع (توفير طاقة نظيفة وميسورة التكلفة) والهدف التاسع (تعزيز الصناعة والابتكار والبنية التحتية).

التحديات البيئية المستمرة:

تأتي هذه الاكتشافات في وقت تشهد فيه درجات الحرارة العالمية ارتفاعًا ملحوظًا، وهو ما يعزز تأثيرات تغير المناخ الناتجة عن استخدام الوقود الأحفوري. هذه العملية قد تؤدي إلى تفاقم الأزمات المناخية المتطرفة، التي تؤثر على الصحة العامة، الأمن الغذائي، الاقتصاد والسياسة على مستوى العالم.