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

10-06-2025
الروبوتات على عتبة داركم: خطة أمازون للتسليم من الجيل التالي
تعمل أمازون على تطوير روبوتات بشرية لتوصيل الطرود، بهدف أتمتة "الميل الأخير" وتعزيز الكفاءة. تعرف على اختباراتهم ومبادراتهم الروبوتية الأوسع.
28-05-2025
استراتيجية الذكاء الاصطناعي في أولتا بيوتي تحقق معدل إعادة شراء 95%
استراتيجية أولتا بيوتي في استخدام الذكاء الاصطناعي تحقق معدل إعادة شراء 95% من العملاء، مما يعكس تحولًا في تجارة التجزئة نحو تخصيص تجارب العملاء.
19-06-2025
هيكساجون تكشف عن أيون: الروبوت البشري المدعوم من إنفيديا الذي يُحدث ثورة في الأتمتة الصناعية
كشفت Hexagon عن Aeon، وهو روبوت بشري يعمل بتقنية Nvidia وMicrosoft Azure، ومصمم لأتمتة مهام المصانع والبناء، مستفيدًا من الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية لتعزيز الكفاءة.
21-07-2025
اليابان H2L تكشف عن تقنية رائدة: تحكم في الروبوتات بنوايا جسدك
اكتشف واجهة الكبسولة من H2L، وهي تقنية يابانية جديدة تتيح للمستخدمين التحكم في الروبوتات الشبيهة بالبشر باستخدام حركات عضلاتهم فقط، والتقاط كل من الإجراءات والجهد من أجل تفاعل عن بعد غامر.
15-08-2025
7000 خطوة في اليوم قد يكون هدفك الأكثر صحة، دراسة جديدة تكشف
تشير أبحاث جديدة إلى أن 7000 خطوة يومياً قد تكون كافية لجني فوائد صحية كبيرة، مما يتحدى هدف الـ 10000 خطوة الراسخ منذ فترة طويلة. اكتشف العلم وراء الحركة اليومية وكيفية زيادة عدد خطواتك.
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.
27-06-2025
صور Google تعزز البحث بالذكاء الاصطناعي بسرعة كلاسيكية
تحديثات صور Google لميزة الذكاء الاصطناعي "اسأل الصور"، ودمج البحث الكلاسيكي مع الذكاء الاصطناعي لتقديم نتائج أسرع وأكثر دقة، واستئناف طرحها في جميع أنحاء الولايات المتحدة.
13-08-2025
جالاكسي S26 برو: 7 ترقيات أساسية لهاتف سامسونج الرائد القادم
استكشف الترقيات الأساسية التي يحتاجها هاتف سامسونج جالكسي S26 برو ليصبح هاتف أندرويد التالي الذي لا غنى عنه، من تحسينات الكاميرا إلى خيارات المعالج.
04-06-2025
الروبوتات الشبيهة بالبشر: لمحة عن المستقبل، لا تزال سنوات تفصلنا عن انتشارها على نطاق واسع
استكشف العالم الرائع للروبوتات الشبيهة بالبشر، وقيودها الحالية، والخطط الطموحة لمستقبلها، خاصة في المشهد التكنولوجي في الصين.
19-08-2025
مُقرض العملات المشفرة فيجر يتقدم بطلب طرح عام أولي وسط جهل عام واسع النطاق
تتقدم شركة فيجر للحلول التقنية، مقرضة البلوكتشين، بطلب للاكتتاب العام الأولي وسط الفهم المحدود للجمهور للعملات المشفرة، مسلطة الضوء على التطبيقات العملية والاندماج في التيار السائد.
05-08-2025
تطبيق تيك توك 'M2' الحصري للولايات المتحدة يُقال إنه قيد التطوير وسط مهلة التجريد
استكشف الإطلاق المحتمل لتطبيق تيك توك حصري للولايات المتحدة، يحمل الاسم الرمزي "M2"، وسط مطالب الحكومة بالتجريد وما يعنيه ذلك للمستخدمين والمبدعين.
11-06-2025
أندرويد 16 يطلق أربع ترقيات مجانية رئيسية لهاتفك
اكتشف الترقيات المجانية الأربع الرئيسية القادمة لهواتف Android مع إصدار Android 16، مما يعزز الأمان والإنتاجية وتجربة المستخدم.
10-06-2025
نظام iPadOS 26 يكشف عن تعدد مهام شبيه بنظام macOS، ويعيد تعريف إنتاجية الجهاز اللوحي
يقدم iPadOS 26 تعدد مهام شبيهًا بنظام macOS، وواجهة 'Liquid Glass'، وتطبيقات محسّنة، مما يحول iPad إلى جهاز أكثر قوة وتنوعًا.
30-06-2025
فك تقنيات التلفزيون: تلفزيونات OLED الاقتصادية، وMini LED، وحدود الإدراك
{ "document": "استكشف أحدث ما توصلت إليه تكنولوجيا التلفزيون، من أجهزة سوني OLEDs الصديقة للميزانية إلى النقاش حول حدود الإدراك البشري، واكتشف أفضل الخيارات مثل باناسونيك W95A وسوني برافيا 8." }
21-07-2025
عودة كومودور المحفوفة بالمخاطر: هل يمكن للحنين إلى الماضي أن يدعم حقبة جديدة؟
يحاول كريستيان سيمبسون إحياء علامة كومودور التجارية الشهيرة، بإطلاق جهاز كومودور 64 ألتميت. هل يمكن للحنين إلى الماضي وشغف المجتمع التغلب على تحديات السوق وتجزئة الملكية؟
26-05-2025
نظارات ذكية مدعومة بالذكاء الاصطناعي: هل يمكنها تقليل أخطاء الأدوية؟
تسعى الأبحاث في جامعة واشنطن إلى استخدام الذكاء الاصطناعي في تطوير نظارات ذكية تساعد في تقليل الأخطاء الطبية المتعلقة بالأدوية وتحسين سلامة المرضى.