تقنية جديدة تعمل على صنع الوقود من الهواء الرقيق

صنع الوقود من الهواء الرقيق

كتبت أميرة شحاتة

الأربعاء، 04 يناير 2023 11:00 م

كشفت دراسة جديدة أن جهازًا دائريًا صغيرًا، يمكن أن يستخرج الماء من الهواء لإنتاج مصدر طاقة نظيف، ويسمى هذا الابتكار بـ"الركيزة الموصلة المسامية الشفافة" (TPCS)، وهو عبارة عن دائرة صغيرة من الألياف الزجاجية المضغوطة، مغطاة بطبقة رقيقة تمتص الضوء، وعندما يتعرض الجهاز لأشعة الشمس، فإنه يأخذ الماء من الهواء وينتج غاز الهيدروجين، والذي يمكن استخدامه كوقود.

وفقا لما ذكرته صحيفة "ديلى ميل" البريطانية، يقول الباحثون إن غاز الهيدروجين يمكن استخراجه وتخزينه في منشآت كبيرة واستخدامه عند الحاجة، مثل تشغيل السيارات أو تدفئة المنازل.

أجرى البحث مهندسون كيميائيون في Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) في سويسرا، قال باحث الدراسة البروفيسور كيفن سيفولا: "لتحقيق مجتمع مستدام، نحتاج إلى طرق لتخزين الطاقة المتجددة كمواد كيميائية يمكن استخدامها كوقود ومواد أولية في الصناعة".

وأضاف سيفولا، "الطاقة الشمسية هي أكثر أشكال الطاقة المتجددة وفرة، ونحن نسعى جاهدين لتطوير طرق تنافسية اقتصاديًا لإنتاج الوقود الشمسي.

استلهم الفريق من كيفية عمل ورق الشجر، أي التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تستخدم بها النباتات ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الأكسجين والطاقة.

لقد أجرى العلماء بالفعل "عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي" عن طريق توليد وقود الهيدروجين باستخدام ضوء الشمس والماء السائل باستخدام جهاز يسمى الخلية الكهروكيميائية الضوئية (PEC).

لكن البروفيسور سيفولا أراد أن يُظهر أنه يمكن تكييف تقنية PEC لحصاد بخار الماء من الهواء، بدلاً من الماء السائل، مما قد يؤدي إلى المزيد من حالات الاستخدام، كما هو الحال في البيئات الرطبة.

كما أنه لصنع TPCS، بدأوا بنوع من الصوف الزجاجي، وهو مادة عازلة مصنوعة من الألياف الزجاجية التي لها نسيج مشابه لصوف النسيج، وتمت معالجة الصوف الزجاجي في خلاط مطبخ تجاري وضغطه في "رقائق" دائرية من اللباد عن طريق دمج الألياف معًا عند درجة حرارة عالية، بعد ذلك، تم تغليف كل رقاقة بغشاء رقيق شفاف من أكسيد القصدير، وهو مركب غير عضوي معروف بموصلية ممتازة.

وحرصوا على أن يكون الطلاء مساميًا من أجل زيادة مساحة سطحه وتعظيم ملامسته للماء في الهواء، ثم تم طلاء الرقاقة مرة أخرى بمركب كيميائي يسمى النحاس (1) ثيوسيانات، وهي مادة شبه موصلة تمتص أشعة الشمس.

واصل العلماء بناء غرفة صغيرة تحتوي على الرقاقة المطلية، والتي تهدف إلى جمع الهيدروجين، ويقول الباحثون إن النظام يعمل في البيئات الرطبة حيث توجد كمية عالية من بخار الماء في الهواء المحيط، وهذا يمكن أن يجعله مثاليًا للتركيب في البلدان ذات الرطوبة العالية مثل الهند وماليزيا والفلبين وإندونيسيا.

كما من المحتمل أن تعمل المرافق الكبيرة التي تحتوي على النظام في المناطق النائية في هذه البلدان، مما يمنح السيارات إمدادات من وقود الهيدروجين.