علماء فى اليابان ينتجون وقود هيدروجين مستدام من الماء وأشعة الشمس

ذكرت تقارير أن باحثين في اليابان نجحوا في تطوير طريقة جديدة لإنتاج وقود الهيدروجين باستخدام الماء وأشعة الشمس. تتضمن هذه الطريقة استخدام مفاعل مزود بصفائح ضوئية قادرة على تقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين.

وتسلط الدراسة الضوء على إمكانية إنتاج وقود الهيدروجين المتجدد دون توليد غازات دفيئة، وعلى الرغم من وعد هذه التكنولوجيا، إلا أن تحسين الكفاءة ضروري قبل أن تصبح هذه التكنولوجيا مجدية تجاريا.

استكشاف عملية التحفيز الضوئي من خطوتين

ونُشرت الدراسة في مجلة Frontiers in Science، وتشير التقارير إلى أن المفاعل الذي يغطي مساحة حوالي 100 متر مربع، يستخدم عملية تحفيز ضوئي من خطوتين لفصل الماء إلى مكوناته الأساسية. وهذا يختلف عن أنظمة الخطوة الواحدة الحالية التي تم انتقادها لعدم كفاءتها. وباستخدام تصميم أكثر تقدمًا، أظهر فريق البحث كفاءة أعلى تحت ضوء الشمس الطبيعي مقارنة بظروف الأشعة فوق البنفسجية الخاضعة للتحكم في المختبر.

وفي تصريح لوسائل الإعلام، قال تاكاشي هيساتومي، الباحث في جامعة شينشو، إن كفاءة تحويل الطاقة الشمسية للمفاعل كانت أكبر بمقدار 1.5 مرة في ظل ظروف ضوء الشمس في العالم الحقيقي.

وأضاف هيساتومي أن المناطق ذات المستويات الأعلى من ضوء الشمس على الموجة القصيرة قد تشهد نتائج أكبر من هذا النظام.

التحديات في الكفاءة والسلامة

وعلى الرغم من التقدم المشجع، فإن الكفاءة الحالية للنظام تظل تشكل عقبة رئيسية. وأوضح كازوناري دومين، أستاذ الكيمياء بجامعة شينشو والمؤلف الرئيسي للدراسة، لوسائل الإعلام أن المفاعل يحقق كفاءة بنسبة 1٪ فقط في ظل الظروف القياسية. ولجعل النظام قابلاً للتطبيق تجاريًا، يجب زيادة الكفاءة إلى 5% أو أعلى.

كما تم تسليط الضوء على المخاوف المتعلقة بالسلامة، حيث أن عملية إنتاج الهيدروجين تولد الأكسجين الهيدروجيني، وهو منتج ثانوي محتمل الانفجار. ومع ذلك، توفر العملية المكونة من خطوتين طرقًا للتخلص الآمن، وذكر دومين أن التقدم في تصميم المحفز الضوئي وزيادة حجم المفاعلات هي الخطوات التالية. مهم جدا.

يقدم هذا الإنجاز لمحة عن مستقبل الطاقة المستدامة، على الرغم من أنه لا تزال هناك حاجة إلى عمل كبير لتحقيق التطبيق العملي.