هل حقا يمكن استخراج الهيدروجين الأخضر من مياه البحر المالحة؟
يخشى محللون من أن تؤدي زيادة الطلب على الهيدروجين لتعويض الطاقة الناتجة عن الوقود الأحفوري إلى زيادة ندرة موارد المياه العذبة المحدودة، لكن اكتشافا جديدا يقوم على استخراج الهيدروجين الأخضر من مياه البحر يحدّ من المخاوف.
وقاد البروفيسور شيزانغ كياو من جامعة أديلايد والأستاذ المساعد ياو زينغ من كلية الهندسة الكيميائية فريقا دوليا نجح في تقسيم مياه البحر دون معالجة مسبقة لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
وقال كياو “قسمنا مياه البحر الطبيعية إلى أكسجين وهيدروجين بكفاءة تقارب 100 في المئة لإنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق التحليل الكهربائي، باستخدام محلل تجاري كان محفزا رخيصا”.
ونشر الفريق البحث في مجلة “ناتورال إينرجي”. وكان المحفز غير الثمين هو أكسيد الكوبالت مع أكسيد الكروم على سطحه.
وقال زينغ “استخدمنا مياه البحر كمادة وسيطة دون الحاجة إلى أي عمليات معالجة مسبقة مثل التناضح العكسي أو التنقية أو الطرق القلوية. وكان أداء المحلل الكهربائي التجاري مع المحفزات قريبا من أداء محفزات البلاتين/الإيريديوم التي تعمل في مادة أولية من الماء منزوع الأيونات عالي النقاء. نواصل تشغيل المحلل الكهربائي الحالي بمحلول إلكتروليت مائي عالي النقاء. وستؤدي زيادة الطلب على الهيدروجين إلى أن يعوض جزئيا أو كليا الطاقة الناتجة عن الوقود الأحفوري إلى زيادة ندرة موارد المياه العذبة المحدودة بالفعل”.
لكن مياه البحر تبدو موردا لا حصر له وتعتبر من الإلكتروليتات الطبيعية. ويعدّ هذا عمليا أكثر بالنسبة إلى المناطق ذات الخطوط الساحلية الطويلة والمتمتعة بوفرة أشعة الشمس. إلا أنه لن يكون عمليا في المناطق التي تندر فيها مياه البحر.
ولا يزال التحليل الكهربائي لمياه البحر في مرحلة مبكرة مقارنة بالتحليل الكهربائي للمياه النقية بسبب التفاعلات الجانبية للقطب الكهربائي والتآكل الناتج عن تعقيدات استخدام مياه البحر.
وأشار زينغ إلى أنه “من الضروري دائما معالجة المياه غير النقية لنعتمد المحللات الكهربائية التقليدية بما في ذلك تحلية المياه وإزالة الأيونات، مما يزيد من كلفة التشغيل والصيانة. يوفر عملنا حلا للاستفادة المباشرة من مياه البحر دون أنظمة المعالجة المسبقة والإضافة القلوية، مما يُظهر أداء مشابها لأداء المياه النقية”.
وسيعمل الفريق على توسيع نطاق النظام باستخدام محلل كهربائي أكبر بحيث يمكن استخدامه في العمليات التجارية مثل توليد الهيدروجين لخلايا الوقود وتوليف الأمونيا.
وقال بريان ويستنهاوس الكاتب في موقع أويل برايس الأميركي “إذا تكررت العملية بنجاح مماثل، فسيكون الاختراق العلمي مهما. حيث لا يعتمد على معادن ثمينة. لكن الكوبالت رغم أنه ليس نادرا جدا إلا أنه ليس وفيرا، وغالبا ما يكون شراؤه من مناطق تنتشر فيها عمالة الأطفال. وهذا ما يترك مستقبل الكوبالت عالقا في انتظارالتقييم”. وأضاف “إذا ثبتت كفاءة هذا البحث، سيرتفع الطلب على الكوبالت بشكل صاروخي وسيصبح أكثر كلفة”.
