توصّل باحثون إلى جهاز مبتكر يمكنه خفض تكلفة الهيدروجين، التي لطالما شكّلت أكبر تحديات التوسّع في إنتاج الوقود النظيف.
ولم يقف الأمر عند ذلك، بل وصف علماء جامعة كورنيل الأميركية الجهاز بأنه "هجين" لتأديته أكثر من غرض في آن واحد، مع الاحتفاظ بميزة "صغر الحجم" التي تجعله مفضلًا عن غيره.
وحسب دليل تقنيات الهيدروجين لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، تُقدّر أبعاد الجهاز بنحو 10 سنتيمترات في 10 سنتيمترات فقط (أي أقل من 4*4 بوصات).
ويتسابق العلماء والباحثون لتطوير تقنيات وابتكارات للهيدروجين، في توقيت حرج تواجه خلاله الصناعة تحديات جمّة أدت إلى إلغاء وإرجاء مشروعات في أوروبا وأستراليا وغيرهما.
ميزات الابتكار الهجين
تتعدّد ميزات الابتكار الهجين لباحثي جامعة كورنيل، الذي حقّق المعادلة الصعبة بالاستفادة من الموارد الطبيعية دون هدر رغم صغر حجمه.
ويعمل الجهاز المبتكر على أكثر من مسار:
1) يخفّض تكلفة الهيدروجين من 10 دولارات/كيلوغرام حاليًا إلى دولار واحد فقط، خلال 15 عامًا، بالاستفادة من وفرة ضوء الشمس ومياه البحر لزيادة الإنتاج.
ويمكن للنسخة التجريبية من الجهاز إنتاج 200 مللي لتر من الهيدروجين/ساعة، بكفاءة 12.6%.
وقال أحد العلماء المشاركين إن تكلفة إنتاج الهيدروجين ظلت عائقًا أمام التوسع في إنتاجه عالميًا، مؤكدًا أن انخفاض التكلفة يساعد في نشر تقنية الجهاز مستقبلًا وتحقيق أهداف خفض الانبعاثات والتلوث.
2) يستفيد من حرارة الألواح الشمسية المهدرة لتسخين مياه البحر المالحة، وتبخيرها للحصول على مياه عذبة.
وبذلك يتغلّب الجهاز صغير الحجم على أزمة نقص المياه العذبة التي تقف حائلًا أمام إنتاج الهيدروجين في بعض المشروعات، بل على العكس يوفّر إمدادات مياه عذبة بعد تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية.
وأكد الباحثون أن إنتاج تقنيات الطاقة النظيفة يتطلّب استهلاكًا عاليًا للمياه، لكن الجهاز الجديد يمكنه توفير كميات كبرة من المياه العذبة اللازمة لإنتاج الهيدروجين.
من جانب آخر، يعوّل الباحثون على وفرة المياه العذبة عبر عمليات التحلية لتوصيل مياه الشرب لمناطق الحاجة، خاصة أن ثلثي سكان العالم يفتقرون إليها.
استفادة الطاقة الشمسية
تستفيد صناعة الطاقة الشمسية من الابتكار الهجين، إذ يمكن دمج الجهاز في مزارع الطاقة الشمسية، لتعزيز عملية تبريد الألواح وإطالة عمرها وزيادة كفاءتها.
ويتسم تصميم الجهاز بالصعوبة نظرًا إلى دمجه عمليات عدة في آنٍ واحد: تحلية مياه البحر المالحة، والتحليل الكهربائي، والاستفادة من حرارة الألواح الشمسية المهدرة، وفق ما نقله موقع إنترستنج إنجينيرينج عن تفاصيل البحث.
ويؤمّن الباحثون الحرارة اللازمة لتسخين وتبخير مياه البحر بالاستعانة بحرارة الألواح الشمسية المهدرة، خاصة أن الخلايا تنتج الكهرباء من 30% -فقط- من ضوء الشمس.
وتكمن كلمة سر الجهاز المبتكر في "الفتيل الشعري" الذي يؤدي دور البطل في هذه العملية، عبر حمله طبقات رقيقة من مياه البحر حتى تصبح متصلة بصورة مباشرة بالألواح الشمسية لإنجاز عملية تسخين المياه وتبخيرها.
ويمكن للبخار أو المياه العذبة المتبخرة دعم عمل جهاز التحليل الكهربائي، لإنتاج الهيدروجين عبر فصل جزيئات الماء وتقسيمها إلى هيدروجين وأكسجين.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
المصادر:
