باحثون سويسريون يطورون تقنية لصنع الهيدروجين من الهواء

النموذج الأوّلي الذي طوّره باحثو المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان Alain Herzog

سلسلة طاقة الهيدروجين, حلقة 2:

ابتكر علماء سويسريون نموذجا أوّليا لجهاز يعمل بالطاقة الشمسية قادر على استخراج المياه من الهواء وتحويلها لاحقا إلى غاز الهيدروجين.

واعتمد فريق من المهندسين في المعهد التقني الفدرالي العالي بلوزان أوراقا نباتية كمصدر تجريبي لتشغيل الجهاز، والذي يؤكدون أنه يُمكن تصنيعه واستخدامه بسهولة وعلى نطاق واسع.

عندما يتعرض لأشعة الشمس، يقوم هذا الجهاز بامتصاص الماء من الهواء وينتج الهيدروجين. وأشار المؤلفون في مقال منشور في مجلة «المواد المتقدمة» “Advanced Materials” العلمية يوم الأربعاء 4 يناير الجاري إلى أن غاز الهيدروجين المنتج بهذه الطريقة يُمكن استخدامه كوقود أو لتخزين الطاقة الشمسية على المدى الطويل.

أما الابتكار الرئيس في هذا النموذج فيتمثل في الأقطاب الكهربائية الجديدة، التي لها خصائص رئيسية: فهي مسامية، من أجل تعظيم التلامس مع الماء في الهواء، وهي شفافة، من أجل تعظيم الإشعاع الشمسي على طلاء أشباه الموصلات.

مردود متواضع

في شكله الحالي، يمكن للنموذج الأولي بالفعل إنتاج الهيدروجين عند تعرضه لأشعة الشمس. ومع ذلك، يعترف العلماء بأن كفاءة هذا الجهاز لا تزال «متواضعة».

لذلك، تتمثل الخطوة التالية في تحسين هذا النموذج، من خلال تحديد الحجم المثالي للألياف والمسام بالإضافة إلى أنسب المواد التي يتعين استخدامها.

ومن أجل إنتاج الأقطاب الكهربائية، قام الباحثون بدمج ألياف زجاجية مع بعضها البعض في ظل درجات حرارة عالية. وتم تغطية الصفائح المتحصل عليها بطبقة رقيقة من أكسيد القصدير المقوى بالفلور – وهي مادة معروفة بتوصيلها ومتانتها وسهولة إنتاجها. ثم إعطاء اللوحة طلاء آخر يتمثل في غشاء رقيق من مواد أشباه الموصلات الممتصة للضوء.

سلسلة طاقة الهيدروجين

• حلقة 1: 1. سويسرا كمختبر رائد للشاحنات التي تعمل بوقود الهيدروجين
• حلقة 2: 2. باحثون سويسريون يطورون تقنية لصنع الهيدروجين من الهواء
• حلقة 3: 3. “حلول سويسرية لتخزين طاقة الغد”
• حلقة 4: 4. الدولة المنتجة لأول مركبة هيدروجينية تتخلف في سباق الطاقة الخضراء
• حلقة 5: 5. سويسرا تدخل سباق الطيران المستخدم لوقود الهيدروجين
• حلقة 6: 6. اختراع سويسري ومشروعات عربية واعدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر