الأربعاء , أكتوبر 5 2022
الرئيسية / اختراعات / اختراعات بيئية / جهاز نموذج أولي جديد يجمع الماء من الهواء لصنع وقود الهيدروجين
جهاز نموذج أولي جديد يجمع الماء من الهواء لصنع وقود الهيدروجين
جهاز نموذج أولي جديد يجمع الماء من الهواء لصنع وقود الهيدروجين

جهاز نموذج أولي جديد يجمع الماء من الهواء لصنع وقود الهيدروجين


يمتلك الهيدروجين إمكانات هائلة كوقود نظيف: فهو متوفر (بشكل أساسي في مركبات مثل الماء)، ولا ينتج عنه أي انبعاثات ضارة، ويمكن استخدامه أيضًا لتخزين الطاقة من مصادر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمد والجزر.

هناك تحديات في إنتاج ما يكفي من الأشياء بطريقة عملية وبأسعار معقولة. قد يتطلب فصل الهيدروجين عن الماء تقنية معقدة ويعتمد أيضًا على المياه العذبة النقية – وليس شيئًا متوفرًا بكثرة في كل مكان.

الآن، ابتكر العلماء نموذجًا أوليًا جديدًا لجهاز يمكنه تجميع المياه من الهواء الرطب، قبل تقسيمها إلى هيدروجين وأكسجين.

علاوة على ذلك، فهي قادرة على العمل في المناطق التي تكون فيها الرطوبة – تركيز بخار الماء في الهواء – منخفضة بما يصل إلى 4 بالمائة.

كتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: “في هذا العمل ، نؤكد أن الرطوبة في الهواء يمكن استخدامها مباشرة لإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي ، نظرًا لتوافرها العالمي وعدم استنفادها الطبيعي” .

الجهاز الذي وضعه الباحثون هو نموذج أولي لمحلل كهربائي ، يعمل بالكهرباء من الطاقة المتجددة ، لتقسيم الماء إلى عناصره، الهيدروجين والأكسجين. في أحد الاختبارات باستخدام مصدر طاقة شمسية، كانت خمسة أجهزة تحليل كهربائية تعمل بالتوازي.

تقع الأقطاب على جانبي وحدة تجميع المياه ، وهي مادة تشبه الإسفنج تمتص الماء من الهواء ولكنها تتضاعف أيضًا كخزان إلكتروليت. كلا القطبين معزولان عن الهواء، مما يعني أنه يمكن تجميع الهيدروجين والأكسجين كغازات نقية بمجرد حدوث الانقسام.

تم اختبار عدد من المواد والإعدادات المختلفة لجعل النموذج الأولي للجهاز يعمل بمستوى مُرضٍ، وتمكنت إحدى التكوينات التي حاول الباحثون من العمل بها بنجاح لمدة 12 يومًا متتاليًا.

كتب الباحثون: “يمكن لهذه الوحدة المسماة بالتحليل الكهربي المباشر للهواء (DAE) أن تعمل في بيئة جافة جدًا مع رطوبة نسبية تبلغ 4 في المائة، للتغلب على مشكلات إمدادات المياه وإنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل مستدام مع الحد الأدنى من التأثير على البيئة” .

تعتبر مياه الشرب النظيفة مرتفعة الثمن في معظم الأماكن ، لذلك يمكن استخدام هذا الجهاز في أي مكان دون استنفاد الاحتياطيات. ومن المحتمل أن يكون الأكثر استخدامًا في المناطق القاحلة أو شبه القاحلة حيث لا يوجد الكثير من المياه على الإطلاق.

ثمة طفرة مهمة أخرى فيما يتعلق بإنتاج وقود الهيدروجين مؤخرًا، حيث تم استخدام الألمنيوم والغاليوم لتقسيم جزيئات الهيدروجين والأكسجين في الماء. لدى العلماء الآن طرق متعددة للمتابعة عندما يتعلق الأمر بجعل طاقة الهيدروجين حقيقة منتشرة.

تجدر الإشارة إلى أن هذه التقنية لا تزال في مراحلها الأولى: فقد أسفرت تركيبات ومواد DAE المختلفة عن نتائج مختلفة من حيث الكفاءة وتوليد الطاقة. ومع ذلك ، فإن الفريق واثق من إمكانية تحسين أجهزتهم وتوسيع نطاقها.

“مزيد من التحسين لنسبة السطح إلى الحجم عن طريق القنوات الهندسية أو زيادة نسب مادة الإسفنج سيضمن معدل امتصاص الماء وهو أمر ضروري لتوسيع نطاق وحدات DAE ،” كتب الباحثون .


شاهد أيضاً

فلتر جديد لتنقية الهواء من انبعاثات المصانع الضارة

نتيجة لزيادة نسب تلوث الهواء بشكل مستمر, وما يترتب علية من أضرار جسيمة كالأضرار الصحية …