روسيا تبتكر مادة جديدة لتحويل الماء إلى وقود

يعد الهيدروجين أحد أكثر مصادر الطاقة الواعدة والصديقة للبيئة، ويمكن الحصول عليه عن طريق تحليل الماء إلى جزيئات الأكسجين والهيدروجين.

ووفقا لعلماء من الجامعة الفيدرالية الجنوبية، لا بد من استخدام محفزات خاصة لتسريع عملية التفكيك (تقسيم الماء).
ويوضح ميخائيل سولداتوف — الأستاذ المشارك في المعهد الدولي لبحوث المواد الذكية التابع للجامعة — أن المواد التي تحتوي على الإيريديوم (Ir) تُستخدم حاليا كمحفز لتحرر الأكسجين. والإيريديوم عنصر نادر في قشرة الأرض، لكن استخراجه عملية مكلفة وتستهلك طاقة كبيرة.

ويقترح علماء الجامعة الفيدرالية الجنوبية بالتعاون مع زملاء من الصين استخدام عنصر الروثينيوم بدلا من الإيريديوم. فالروثينيوم أكثر وفرة في قشرة الأرض بمقدار خمس إلى عشر مرات، ويُستخدم على نطاق واسع في الطب والإلكترونيات والصناعات الكيميائية. ولتحسين خصائص المحفّز الجديد أضيفت إليه كميات صغيرة من عناصر أخرى.
ويقول سولداتوف: "تخيلوا أن المحفز مغناطيس؛ يجب أن يمسك نواتج التفاعل لفترة زمنية محددة. إذا كان المغناطيس قويا جدا ستلتصق الجسيمات الوسيطة كثيرا فتبطئ العملية، أما إذا كان ضعيفا جدا فلن يمسكها بما يكفي. وقد توصَّلنا إلى "النقطة المثالية" من خلال الضبط الدقيق لقطبية رابطة Ru–O، واختيار الكمية المناسبة من ذرات المعادن الأرضية النادرة لتحسين قوة التفاعل؛ بحيث يكون تحرير الأكسجين نتيجة للتفاعل سهلا ومستقرا".
ووفقا له، تقلّل المادة الجديدة من استهلاك الطاقة في محطات تحويل الماء إلى وقود، بالإضافة إلى تقليل تآكل المعدات وتقليل تسخين مكونات المحطة، ممّا يساهم في تحقيق تفاعل لإنتاج الأكسجين أكثر استقرارا.
ويضيف: "يمكن لهذا المحفز خفض الجهد الزائد لتفاعل تحرر الأكسجين بعشرات الميلي فولت، وهذا أمر بالغ الأهمية في طاقة الهيدروجين، حيث يُحسب كل ميلي فولت. ويعتبر الجهد الزائد البالغ 214 ميلي فولت أفضل من معظم المحفزات القائمة على أكسيد الروثينيوم، التي تُظهر نشاطا واستقرارا أقل".