محفزات رباطية جديدة تمهد الطريق لإنتاج الهيدروجين الأخضر بأسعار معقولة

التكنولوجيا اليومية

التكنولوجيا اليومية

·

25/08/2025

button icon

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.

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.

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.

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

16-07-2025
سامسونج قد تتبنى أخيرًا شحن Qi2 اللاسلكي: ما الذي يمكن توقعه
يشير استطلاع تطبيق Samsung Members حول مغناطيس الشحن اللاسلكي Qi2، وسُمك الجهاز، واستخدام USB-C إلى احتمال اعتماده في طرز Galaxy القادمة.
20-05-2025
SpaceX تحصل على ترخيص محدث لإطلاق Starship ولكن تنتظر موافقة الرحلة 9
تحديث حول ترخيص SpaceX لإطلاق Starship، مع انتظار الموافقة على الرحلة 9 بعد التحقيق في حادث الرحلة 8.
25-08-2025
لا توجد سماعات AirPods Max جديدة في الأفق: أبل توقف تطويرها وفقًا للتقارير
سماعات أبل الفاخرة AirPods Max لا يُتوقع أن تتلقى تحديثًا كبيرًا قريبًا، وفقًا لتقارير حديثة. تعرف على سبب إعطاء الشركة الأولوية لمنتجات صوتية أخرى.
24-09-2025
تسريبات واجهة سامسونج One UI 8.5 تلمح إلى ذكاء اصطناعي مُحسّن وتصميم "الزجاج السائل"
يشاع بقوة أن تحديث One UI 8.5 من سامسونج سيجلب ميزات الذكاء الاصطناعي المتقدمة، بما في ذلك مساعدة الاجتماعات والحافظة الذكية، إلى جانب جمالية تصميم "الزجاج السائل" الجديدة. وتشير التسريبات أيضًا إلى التكامل مع وكلاء الذكاء الاصطناعي مثل Gemini وميزات الخصوصية المحسنة.
27-08-2025
نفيديا 'عقل الروبوت' تستعد لإعادة تشكيل أتمتة سلسلة التوريد
تهدف حزمة المطور الجديدة Jetson AGX Thor من إنفيديا إلى إحداث ثورة في الروبوتات وأتمتة سلسلة التوريد من خلال تمكين الذكاء الاصطناعي المادي المتقدم وتنفيذ المهام المتزامن في الروبوتات.
27-06-2025
يوتيوب تكشف عن أداتين جديدتين للذكاء الاصطناعي: ما تحتاج لمعرفته
تطرح يوتيوب أداتين جديدتين مدعومتين بالذكاء الاصطناعي: ميزة بحث مدعومة بالذكاء الاصطناعي لأعضاء Premium وأداة ذكاء اصطناعي محادثة موسعة لوصول أوسع، مما يعزز اكتشاف المحتوى والتفاعل.
23-07-2025
مايكروسوفت تكشف النقاب عن Surface Laptop 5G للأعمال: قوة واتصال أثناء التنقل
تُزيح Microsoft الستار عن Surface Laptop 5G للأعمال، الذي يتميز بمعالجات Intel Core Ultra (السلسلة 2)، ووحدة معالجة عصبية قوية (NPU)، واتصال 5G سلس، ويبدأ شحنه في 26 أغسطس.
28-07-2025
المد والجزر يدفع انفصال الجبال الجليدية الضخمة، دراسة جديدة تكشف
اكتشف العلماء رابطًا مفاجئًا بين مد وجزر المحيط وانفصال أكبر الجبال الجليدية في القارة القطبية الجنوبية (أنتاركتيكا)، مما قد يحسن نماذج التنبؤ بهذه الانفصالات الجليدية الهائلة.
18-07-2025
ضحايا رياح ترينيتي في نيو مكسيكو: محاسبة طال انتظارها
بعد ثمانين عامًا من الانفجار الذري "ترينيتي"، قد يحصل أهالي "المناطق المجاورة" في نيو مكسيكو أخيرًا على تعويضات عن المشاكل الصحية التي سببها التساقط الإشعاعي. تعرف على المعركة الطويلة من أجل العدالة.
28-07-2025
جوجل تعترف بفشل كبير في تنبيهات زلزال تركيا، وملايين لم يتم تحذيرهم
جوجل تعترف بأن نظامها للإنذار المبكر بالزلازل فشل في تنبيه الملايين بشكل كافٍ خلال زلازل تركيا عام 2023، مع تقديرات أقل بكثير من الواقع لقوة الزلزال مما أدى إلى الحد الأدنى من التنبيهات الهامة.
15-07-2025
تحطيم الأرقام القياسية النيزك المريخي معروض للبيع في مزاد
أكبر نيزك مريخي تم العثور عليه على الإطلاق، NWA 16788، من المقرر أن يتم بيعه في مزاد علني بواسطة Sotheby's، بقيمة تقدر تصل إلى 4 ملايين دولار. يقدم هذا الحجر الفضائي الذي يزن 54 رطلاً لمحة نادرة عن تاريخ الكوكب الأحمر.
19-09-2025
صعود الروبوتات البشرية المدعومة بالذكاء الاصطناعي: ما وراء روبوتات الدردشة
استكشف الاتجاه المتنامي للروبوتات البشرية المدعومة بالذكاء الاصطناعي، مع رؤى من الخبراء حول دفعة OpenAI في مجال الروبوتات، والمشهد التنافسي، ومستقبل الذكاء الاصطناعي المادي.
14-10-2025
ساعة جالاكسي واتش 7 تحصل على قوة Wear OS 6 مع تحديث One UI 8
تتلقى سلسلة Galaxy Watch 7 من سامسونج الآن تحديث One UI 8 المستند إلى Wear OS 6، مما يجلب ميزات جديدة وتحسينات على الواجهة. تعرف على المزيد حول طرح التحديث وما يمكن توقعه.
20-10-2025
مستخدمو بيكسل 10 يجدون ملحقهم المفضل الجديد: بنوك طاقة Qi2
اكتشف لماذا أصبحت بنوك طاقة Qi2 الملحق المفضل لمستخدمي Pixel 10، حيث توفر الراحة والسرعة والمتانة مع تسليط الضوء على أفضل الموديلات.
17-07-2025
روبوتات توصيل الوجبات الخفيفة تجوب مترو شنتشن لإعادة تخزين متاجر سفن إيليفن
تقوم الروبوتات المستقلة بركوب مترو أنفاق شنتشن لتوصيل وإعادة تخزين متاجر 7-Eleven، وعرض الخدمات اللوجستية المدفوعة بالذكاء الاصطناعي مع LiDAR، والإرسال الذكي، وتصميم هيكل جديد.
28-09-2025
وكلاء الذكاء الاصطناعي يقتحمون إنستغرام: لمحة عن مستقبل النشر على وسائل التواصل الاجتماعي
استكشف كيف يتم اختبار وكلاء الذكاء الاصطناعي للنشر على وسائل التواصل الاجتماعي، مع عرض توضيحي على إنستغرام ونظرة على القدرات الحالية والإمكانات المستقبلية لهذه التكنولوجيا.