مادة بلورية من جامعة ولاية أوريغون تنتج الهيدروجين بضوء الشمس وتتكوّن تلقائيًا في درجة حرارة الغرفة

طوّر مهندسو كيمياء في جامعة ولاية أوريغون الأميركية فئة جديدة من المواد المحفزة ضوئيًا، تستطيع تفكيك الماء باستخدام ضوء الشمس مباشرة وإنتاج غاز هيدروجين نظيف من دون الحاجة إلى محفزات معدنية باهظة الثمن.

وركّزت الدراسة على بنية بلورية تحمل اسم BVR-19، وتنتمي إلى هياكل عضوية معدنية. ووجد الباحثون أن هذه المادة يمكن أن تتكوّن تلقائيًا في محاليل مائية بدرجة حرارة الغرفة، من دون استهلاك طاقة إضافية، ثم تسرّع التفاعل بدرجة كبيرة عند تعريضها لأشعة الشمس.

كيف تعمل المادة الجديدة؟

تعمل BVR-19 محفزًا ضوئيًا؛ فعندما يسقط الضوء عليها، تكتسب طاقة تساعد على تسريع العملية الكيميائية اللازمة لاستخراج الهيدروجين من الماء. وتلتقط المكونات العضوية المحتوية على الكبريت داخل بنيتها الطاقة الضوئية، وتتيح انتقال الإلكترونات الضرورية لإنتاج الهيدروجين.

ويرى الباحثون أن أحد أبرز مزايا النظام عدم حاجته إلى محفز معدني إضافي مرتفع الكلفة. كما أن تكوّن BVR-19 تلقائيًا في المحاليل المائية وبدرجة حرارة الغرفة قد يقلل الطاقة المطلوبة خلال مرحلة تصنيعها.

لا يمثل هذا الابتكار نظامًا تجاريًا جاهزًا للاستخدام المباشر حتى الآن، لكنه يفتح مسارًا لتطوير مواد أكثر كفاءة وأقل تكلفة لإنتاج الهيدروجين بالاعتماد على الضوء.

هل يخفض كلفة الهيدروجين الأخضر؟

يُستخدم الهيدروجين في مجالات متعددة، بينها خلايا الوقود للسيارات، وإنتاج الأمونيا، ومعالجة المعادن، وصناعة البلاستيك. إلا أن الجزء الأكبر من الهيدروجين يُنتج حاليًا من الغاز الطبيعي، وهي عملية تطلق ثاني أكسيد الكربون.

أما الهيدروجين المنتج من الماء، والمعروف بالهيدروجين الأخضر، فيُعد أنظف من هذه الناحية، لكنه لا يزال أعلى تكلفة. ووفق بيانات نشرتها جامعة ولاية أوريغون، تبلغ كلفة إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي نحو 1.50 دولار للكيلوغرام، مقابل قرابة 5 دولارات للكيلوغرام للهيدروجين الأخضر.

ويشير الباحثون إلى أن نتائج الدراسة قد تساعد في تطوير مواد وعمليات أكثر كفاءة وأقل تكلفة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، رغم أن تحويل المادة الجديدة إلى تقنية تجارية واسعة الاستخدام يتطلب مزيدًا من التطوير.

المصدر: Sözcü