أدخل الماء إلى رئتيك وستكون في مأزقٍ لا محالة!
ولكن، عندما يدخل الماء إلى نوعٍ جديدٍ من “الرئة” صُنع من قِبل باحثين في جامعة ستانفورد، فإنَّ النتيجة هي وقود الهيدروجين؛ وهو مصدرٌ نظيفٌ للطاقة يمكنه في يومٍ من الأيام تزويد كل شيء من سياراتنا إلى هواتفنا الذكية بالطاقة.
على الرغم من أنَّ هذا ليس الجهاز الأول من نوعه لإنتاج وقود الهيدروجين؛ إلا أنَّ التصميم الفريد للجهاز يمكن أن يكون الخطوة الأولى لطريقةٍ فعالةٍ لتوليد طاقةٍ كهربائية من وقود الهيدروجين.
يصف فريق ستانفورد الجهاز في ورقةٍ بحثيةٍ نُشرت الخميس الماضي في مجلة جول (Joule).
عندما يدخل الهواء إلى رئتيّ الإنسان، يمرّ من خلال غشاءٍ رقيقٍ جدًا، يستخلص هذا الغشاء الأكسجين من الهواء ويرسله إلى مجرى الدم.
يجعل التصميم الفريد لهذا الجهاز عملية تبادل الغازات فعّالةً للغاية.
اجمع الهيدروجين مع الأكسجين وستحصل على الكهرباء، وعلى خلاف حرق الوقود الأحفوريّ؛ المخلّف الوحيد لهذه العملية هو الماء.
ولهذا السبب؛ بحث الباحثون في وقود الهيدروجين لعقود، لكنهم ببساطة لم يجدوا طريقةً فعالةً بما فيه الكفاية لإنتاجه ليكون جديرًا بالاهتمام.
يرجع ذلك أساسًا إلى عدم وجود الهيدروجين في الطبيعة في غالب الأحيان كعنصرٍ منفرد، فنحن بحاجةٍ إلى عزله غالبًا بفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين.
الرئة الصناعية التي اخترعها الباحثون في جامعة ستانفورد عبارةٌ في الأساس عن كيسٍ مصنوعٍ من غشاءٍ بلاستيكيٍّ سميك، تغطي المسام الصغيرة المضادة للماء السطح الخارجي للكيس، بينما تصطفُّ الجسيمات النانوية للذهب والبلاتين داخلها.
بوضع الكيس في الماء وتطبيق فرق جهدٍ عليه، تمكّن الباحثون من إخضاع الجهاز إلى إنتاج الطاقة الكهربائية بكفاءة عالية تصل إلى 32% مقارنةً مع وضعِ الكيس بشكلٍ مسطّح.
يزعم الباحثون أنَّ السبب في ذلك هو أنَّ الشكل الشبيه بالرئة عمل بشكلٍ أفضل مقارنةً مع التصاميم القديمة لخلايا الوقود الأخرى وذلك بتقليل الفقاعات التي يمكن أن تتشكّل وتؤذي الكفاءة الإنتاجية أثناء عملية توليد الطاقة.
يقول العالم يو كوتي من ستانفورد لمجلة نيو ساينتيست (New Scientist): «الشكل الهندسيّ مهم».
يركّز الفريق الآن جهوده على زيادة حجم الجهاز وإيجاد طريقة لجعله يتحمّل درجات حرارة أعلى.
لا يعمل الجهاز -في الوقت الحاليّ- في درجات حرارةٍ تفوق الـ 100 درجةٍ مئوية (212 درجة فهرنهايت) والتي قد تكون مشكلة للتطبيقات العملية التجارية.
- ترجمة: ليث أديب صليوة
- تدقيق: تسنيم المنجّد
- تحرير: زيد أبو الرب
