النقاط الكمّية وإنتاج الطاقة النظيفة

النقاط الكمية مع ضوء الشمس، قد تكون المفتاح لإنتاج طاقة الهيدروجين النظيفة.

إنه وقت الوقود الحيوي

طوَّر العلماء منهجية جديدة لإنتاج الهيدروجين بتقنية نظيفة، تزيد من فرصة الكربون ليصبح وقود المستقبل المستقر.

وهذه التقنية تُنتج الهيدروجين باستخدام وقود حيوي غير معالج، وضوء الشمس، وجسيمات نانوية خاصة تُستخدم كمحفزات تدعى «النقاط الكمية»، والتي تُحضِر الطاقة والحرارة العالية اللازمتين لإتمام العملية من الوقود الحيوي.

فالتقليل من الطاقة والحرارة اللازمة في عملية التحويل يعني طلبًا أقل على مصادر الطاقة في كوكبنا، وبدون التسبب بالتلوث الكيميائي.

يقول الفريق العلمي من جامعة كامبردج بأن الإمكانيات تزداد لتزيد من عدد الطرق لجعل الهيدروجين أكثر تواجدًا.

كما وقال أحد الباحثين وهو (إيروين ريسنير- Erwin Reisner): «إن تقنية التغذية الشمسية هي تقنية مذهلة ومثيرة، لقدرتها على إنتاج الهيدروجين النظيف من مصدر وقود أحفوري ضمن الظروف العادية المحيطة».

وأضاف: «نحن نعتبرها آلية جديدة وقابلة للتجديد، كبديل عن عملية التحويل الغازية لدرجة الحرارة المرتفعة وتقنيات طاقة متجددة أخرى معنية بإنتاج الهيدروجين».

فغاز الهيدروجين يمتلك إمكانية كبيرة تجعل منه وقودًا نظيفًا ومتجددًا، والمخلفات الوحيدة التي يطرحها هي الماء عندما يُستخدم كوقود للسيارات، ومازال العلماء يحاولون اكتشاف كيفية إنتاجه باستخدام أقل قدر من الموارد.

يمك أن يكون المفتاح هو الوقود الحيوي «المادة العضوية»، كـ (الليجنوسيليلوس- lignocellulose) «وهي البقايا الجافة للنباتات»، والتي تحتوي على ألياف صغيرة للغاية تحمي الأشجار والنباتات من الندى والأغلفة.

والليجنوسيليلوس صُنِّف مسبقًا كمصدر جيد للوقود الحيوي، ولكن هنا مع هذه التقنية، فقد تمكَّن الباحثون من تحسين عملية التحويل باستخدام النقاط الكمية، وبصورة محددة كبريتيد الكاديوم، فالنقاط الكمية متعلقة بالمياه القلوية.

وتتفاعل هذه الجسيمات الصغيرة جدًا مع ضوء الشمس لتبتدئ سلسلة معقدة من التفاعلات الكيميائية، وفي ختامها يُعاد ترتيب الجزيئات في الماء ومحلول الكتلة الحيوية لتشكيل الوقود الهيدروجيني والعناصر العضوية الكيميائية الأخرى والتي تتضمن حمض الفورميك والكربونات.

يصعد غاز الهيدروجين من المحلول، ومن الممكن تجميعه لاستخدامه لهدف ما، كتزويد السيارات بالوقود مستقبلًا.

والأفضل من ذلك، فإن الفريق حصل على نتائج إيجابية من أنواع مختلفة من الكتلة الحيوية، بما في ذلك الخشب والورق والأغصان.

كما ويقولون إن العملية من الممكن أن تُستخدم في المقاييس الصغيرة والكبيرة على حد سواء، فهو متعدد الاستعمالات، بالإضافة إلى أنه صديقٌ للبيئة.

وطالما أن الكتلة الحيوية تُستخدم كمصدر للطاقة منذ قرون، فيقترح الباحثون تطبيق تقنيات معاصرة اكتشفت في جامعة كامبردج وفي عدة دراسات، قد تتناسب مع تكنولوجيا القرن الواحد والعشرين.

ويشرح (ديفيد ووكيرلي- David Wakerley)، وهو أحد أعضاء فريق البحث: «إن هناك الكثير من الطاقة الكيميائية المخزَّنة في الكتلة الحيوية الخام، لكنها غير مُصفَّاة، لذا فلا تستطيع أن تتوقع منها العمل ضمن الآليات المعقدة كمحرك السيارة مثلًا».

ويُضيف: «فبرنامجنا هذا يستطيع تحويل الصيغ الطويلة والعشوائية، ليجعل من الكتلة الحيوية لغاز الهيدروجين ذو فوائد كثيرة».

ومع هذه التقنية نستطيع إضافة المادة العضوية إلى النظام بكل بساطة، وتزويدها في يوم مشمس، لإنتاج الوقود الهيدروجيني.

إعداد: ديالا الأحمدية
تدقيق: هبة فارس
المصدر