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 التقنية، إلا أن تحسين الكفاءة أمر ضروري قبل أن تصبح هذه التقنية قابلة للتطبيق تجاريا.

استكشاف عملية التحفيز الضوئى المكونة من خطوتين
 

نُشرت الدراسة في مجلة  Frontiers in Science ، وتشير التقارير إلى أن المفاعل، الذي يغطي مساحة تبلغ حوالي 100 متر مربع، يستخدم عملية تحفيز ضوئي من خطوتين لفصل الماء إلى مكوناته الأساسية ، وهذا يختلف عن أنظمة الخطوة الواحدة الحالية التي تعرضت لانتقادات بسبب عدم كفاءتها ، ومن خلال استخدام تصميم أكثر تطوراً، أظهر فريق البحث كفاءة أعلى تحت ضوء الشمس الطبيعي مقارنة بظروف الأشعة فوق البنفسجية التي يتم التحكم فيها في المختبر.

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

وأضاف هيساتومي أن المناطق ذات المستويات الأعلى من ضوء الشمس ذي الموجات القصيرة قد تشهد نتائج أعظم من هذا النظام.

التحديات في الكفاءة والسلامة
 

ورغم التقدم المشجع، فإن كفاءة النظام الحالية لا تزال تشكل عائقاً كبيراً ، فقد أوضح كازوناري دومين، أستاذ الكيمياء في جامعة شينشو والمؤلف الرئيسي للدراسة، لوسائل الإعلام أن المفاعل لا يحقق سوى 1% من الكفاءة في ظل الظروف القياسية ، ولجعل النظام قابلاً للتطبيق تجارياً، لابد من زيادة الكفاءة إلى 5% أو أعلى.

كما تم تسليط الضوء على المخاوف المتعلقة بالسلامة، حيث تولد عملية إنتاج الهيدروجين الأكسجين الهيدروجيني، وهو منتج ثانوي قابل للانفجار، ومع ذلك، توفر العملية المكونة من خطوتين طرقًا للتخلص الآمن منه، وذكر دومن أن التقدم في تصميم المحفز الضوئي وزيادة حجم المفاعلات هي خطوات تالية بالغة الأهمية.

ويقدم هذا الاختراق لمحة عن مستقبل الطاقة المستدامة، على الرغم من أن العمل الكبير لا يزال مطلوبًا لتحقيق التطبيق العملي.