روسيا..ابتكار وحدة لإنتاج الهيدروجين بنقاء يقارب 100بالمئة

ويشير المكتب الإعلامي لمعهد التحفيز التابع لفرع أكاديمية العلوم الروسية في سيبيريا، إلى أن الهيدروجين ضروري لتخزين الطاقة المتجددة، واستخدامه كوقود في محركات الصواريخ، وإنتاج مواد كيميائية مهمة مثل الأمونيا وكلوريد الهيدروجين. علاوة على ذلك، يعتبر الهيدروجين النقي عنصرا يساعد على إبطاء ارتفاع درجات الحرارة في العالم، عن طريق تقليل البصمة الكربونية في الصناعات الثقيلة والنقل لمسافات طويلة.
ووفقا للمكتب، حقق العلماء إنتاجا فعالا للهيدروجين النقي باستخدام طريقة كهروكيميائية. وحصلوا على براءة اختراع لجهاز يسمح باستخلاص أكثر من 90 بالمئة من الهيدروجين بنقاء 99.96 بالمئة.
وتجدر الإشارة إلى أن إنتاج الهيدروجين من الهيدروكربونات والكحول والإيثرات يصاحبه تكون أكاسيد الكربون. ولتنقية الهيدروجين، قرر المبتكرون استخدام طريقة كهروكيميائية. ومن أجل ذلك ابتكروا محفزات ثنائية الوظيفة لتحويل البخار، وحصلوا على براءة اختراع لجهاز يتكون من مضخة هيدروجين مع غشاء. ويسمح هذا المفاعل بإنتاج خليط يحتوي على الهيدروجين مع الحد الأدنى من محتوى أول أكسيد الكربون، الذي يحول بعد ذلك إلى مضخة الهيدروجين لاستخراج الهيدروجين النقي.
ووفقا للباحث سوخي بادمايف، بسبب وجود الأحماض السطحية والمراكز المحتوية على النحاس، تضمن المحفزات ثنائية الوظيفة المبتكرة، التحويل الكامل لثنائي ميثيل الأثير وثنائي ميثوكسي ميثان والميثانول إلى غاز يحتوي على الهيدروجين بتركيز ثاني أكسيد الكربون أقل من 1 بالمئة. وهذا مهم جدا لأن تركيز أول أكسيد الكربون يؤثر بشكل مباشر على كفاءة مضخة الهيدروجين.
ووفقا له، يمكن أن تعمل هذه الوحدة كخلية وقود، حيث إذا لم تكن هناك حاجة لإنتاج الهيدروجين، فيمكنها توليد الكهرباء.
المصدر: تاس
أعلنت شركة Unither Therapeutics الأمريكية أن المروحية التي عدلتها لتعمل بخلايا وقود الهيدروجين نجحت في رحلتها الاختبارية الأولى.
طور علماء يابانيون تقنية جديدة لتكسير الماء وتحويله إلى وقود هيدروجين باستخدام ضوء الشمس.
تمكن علماء جامعة تومسك للعلوم التكنولوجية بالتعاون مع زملائهم من الصين، من تحويل ضوء الشمس إلى طاقة لإنتاج مستوى عال من الهيدروجين.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

روسيا اليوم

منذ 4 أيام

• روسيا اليوم

تحديد خريطة الطريق إلى كنز طاقة نظيفة يكفي البشرية لـ170 ألف سنة

وتشير الدراسات الحديثة إلى وجود خزانات هيدروجين مدفونة في مناطق عديدة حول العالم، منها 30 ولاية أمريكية على الأقل. ويأمل الباحثون أن يسرّع العثور على هذه الخزانات عملية التحول العالمي في مجال الطاقة. لكن الفهم الجيولوجي لتشكل تراكمات الهيدروجين الكبيرة وأماكن وجودها ظل محدودا. لذلك، وضع فريق البحث بقيادة كريس بالنتين، أستاذ الكيمياء الجيولوجية في جامعة أكسفورد، قائمة بالعوامل التي تؤدي إلى تكوين وتراكم الهيدروجين الطبيعي في قشرة الأرض. وقال بالنتين: "المهمة الآن هي تحديد أماكن إطلاق الهيدروجين وتجمعه واحتجازه تحت الأرض". ووفقا للباحثين، فإن قشرة الأرض قد أنتجت خلال المليار سنة الماضية كمية من الهيدروجين تكفي لتغطية احتياجاتنا الحالية من الطاقة لمدة 170 ألف عام تقريبا. وتتطلب خزانات الهيدروجين الطبيعي 3 مكونات رئيسية: مصدر للهيدروجين، وصخور قادرة على استضافته (صخور الخزان)، وأختام طبيعية تحبس الغاز في باطن الأرض. وتنتج عشرات العمليات الطبيعية الهيدروجين، أبسطها تفاعل كيميائي يقسم الماء إلى هيدروجين وأكسجين. وتعد الصخور التي تحتوي على هذه العمليات مصادر محتملة للهيدروجين، وفقا لبالنتين. ومن الأمثلة على المواقع الواعدة ولاية كانساس الأمريكية، حيث أدى صدع عميق تشكل قبل مليار سنة إلى تراكم صخور البازلت التي تتفاعل مع الماء لإنتاج الهيدروجين. ويبحث الباحثون هناك عن هياكل جيولوجية قد تكون حبست هذا الغاز. وأشار الفريق إلى أن الضغط التكتوني وارتفاع حرارة باطن الأرض يساعدان في دفع الهيدروجين إلى الطبقات القريبة من السطح، حيث يمكن أن يتراكم ويشكل مخزونا قابلا للاستخدام التجاري. وتضمنت الدراسة أيضا تقييم أنواع الصخور والسياقات الجيولوجية التي تعتبر واعدة، مثل مجمعات الأوفيوليت — وهي كتل من قشرة الأرض كانت في الأصل تحت المحيط — والمناطق النارية وأحزمة الحجر الأخضر الأركي التي يعود عمرها إلى مليارات السنين. وفي عام 2024، اكتشف باحثون خزانا ضخما للهيدروجين داخل مجمع أوفيوليت في ألبانيا، ما يؤكد إمكانية وجود مثل هذه الخزانات حول العالم. كما نبهت الدراسة إلى أن وجود ميكروبات جوفية تتغذى على الهيدروجين قد يؤثر على تراكمه، ما يجعل بعض البيئات أقل ملاءمة للاستكشاف. حاليا، يُستخدم الهيدروجين في صناعة مواد كيميائية أساسية مثل الأمونيا والميثانول، كما أنه يملك دورا متزايدا في التحول نحو الطاقة النظيفة، خاصة في تشغيل السيارات ومحطات الكهرباء. إلا أن معظم الهيدروجين المنتج اليوم يأتي من الهيدروكربونات، ما يسبب انبعاثات كربونية عالية. وفي المقابل، يتميز الهيدروجين النظيف المتكون طبيعيا في قشرة الأرض ببصمة كربونية أقل. وأكد الباحثون على أن الأرض تنتج كمية كبيرة من الهيدروجين، وأن التحدي الحالي هو تتبع الظروف الجيولوجية المناسبة للعثور عليه واستخراجه. نشرت الدراسة في مجلة Nature Reviews Earth and Environment. المصدر: لايف ساينس ابتكر علماء روس جهازا يسمح بإنتاج الهيدروجين بنقاء 99.96 بالمئة وحصلوا على براءة اختراع رسمية. ابتكر علماء معهد العلوم والتكنولوجيا المتقدمة بكوريا الجنوبية محفزا مساميا عالي الكفاءة لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين بطريقة صديقة للبيئة، حتى إذا كانت نسبة الأكسجين في الهواء منخفضة. كشفت دراسة جديدة أن صدع منتصف القارة، الذي يمتد تحت بحيرة سوبيريور ويشمل أجزاء من ولايات مينيسوتا وميشيغان وويسكونسن وأيوا ونبراسكا وكانساس، قد يكون مصدرا للهيدروجين الطبيعي.

روسيا اليوم

٠١-٠٥-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

اكتشاف مصدر جديد للذهب في الكون المبكر!

واحتوى الكون المبكر بعد الانفجار العظيم على الهيدروجين والهيليوم وكميات ضئيلة من الليثيوم. وبدأت النجوم في تكوين عناصر أثقل، بما في ذلك الحديد. لكن ظل منشأ العناصر الأثقل من الحديد مثل الذهب، وكيفية انتشارها عبر الكون، أحد أكبر الألغاز في الفيزياء الفلكية. وأوضح أنيرود باتيل طالب الدراسات العليا في جامعة كولومبيا بنيويورك، أن هذه هي المسألة الأساسية تتعلق بأصل المادة المعقدة في الكون. وهي لغز مثير لم يُحل حتى الآن". وباستخدام بيانات أرشيفية على مدى 20 عاما من تلسكوبات ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، اكتشف العلماء دليلا على مصدر غير متوقع للعناصر الثقيلة، وهو انفجارات النجوم المغناطيسية (الماجنيتارات). حسب تقديرات الفريق البحثي، يمكن لهذه الانفجارات الهائلة أن تكون قد أنتجت حوالي 1-10% من العناصر الثقيلة في مجرتنا. ونظرا لوجود الماجنيتارات في الكون المبكر، فقد يكون الذهب الأول قد تشكل بهذه الطريقة. يذكر أن الماجنيتار هو نجم نيوتروني يتمتع بمجال مغناطيسي هائل. ورغم خصائصه الفريدة (كثافته عالية لدرجة أن مِلعقة صغيرة من مادته تزن مليار طن على الأرض)، إلا أنه عرضة لـ"هزات نجمية" تُسبب تشقق قشرته وانبعاث إشعاعات قوية تُعرف بالانفجارات العملاقة. رُصدت 3 من هذه الانفجارات فقط في درب التبانة وسحابة ماجلان الكبرى، و7 أخرى خارجها. وافترض باتيل وفريقه أن إشعاعات هذه الانفجارات قد ترتبط بتكوين العناصر الثقيلة عبر "عملية التخليق النووي السريع"، حيث تحوّل النيوترونات النوى الذرية الخفيفة إلى نوى أثقل. ويفتح هذا الاكتشاف نافذة جديدة لفهم أصل أثمن المعادن في كوننا! المصدر: اكتشف فريق دولي من علماء الفلك لأول مرة سحابة كبيرة من الهيدروجين الجزيئي على مسافة قريبة نسبيا من النظام الشمسي تبلغ حوالي 300 سنة ضوئية.

روسيا اليوم

٣٠-٠٤-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

ابتكار محفز يحول ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الفورميك

أشار المكتب الإعلامي للمدرسة العليا للاقتصاد التابعة للجامعة الوطنية للبحوث إلى أن هذه المادة الخام ذات قيمة عالية للصناعات الكيميائية. كما أن استخدامها يُسهم في تبسيط تقنيات معالجة ثاني أكسيد الكربون، مما يُسهّل تطبيقها صناعيا. وصرح البروفيسور أندريه فاسينكو قائلا: "لقد نجحنا في جعل العملية أكثر استقرارا وملاءمة للتطبيق على نطاق واسع، مما يعني أننا قد خطونا خطوة كبيرة نحو تطبيق عملية الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون في الإنتاج الصناعي الفعلي. ويمكن لهذه التقنية أن تكون مفيدة ليس فقط في تخليق حمض الفورميك، بل أيضا في العديد من العمليات الأخرى المتعلقة بمعالجة ثاني أكسيد الكربون." ووفقا له، ابتكر العلماء خلال السنوات العشر الماضية عشرات المحفزات القادرة على شطر جزيئات ثاني أكسيد الكربون وتحويلها إلى مركبات عضوية مختلفة مناسبة للاستخدام كوقود أو مواد خام للصناعات الكيميائية. ولكن حتى الآن، لم تستخدم هذه التقنيات عمليا بسبب كفاءتها المنخفضة، والتكلفة العالية للمواد الكيميائية، وقصر عمر المحفزات. ويعود سبب انخفاض كفاءة هذه العملية إلى أنه أثناء الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون يتحرر الهيدروجين كناتج ثانوي. ويمكن تجاوز هذه المشكلة باستخدام محاليل قلوية محتوية على أيونات البوتاسيوم، ما يؤدي إلى زيادة تكلفة العملية وتكوين رواسب تسد المفاعل وتعوق عمله. وعند استخدام بيئة حمضية، تتدهور المحفزات بسرعة وتفقد فعاليتها. وقد اتضح للباحثين الروس والصينيين أنه يمكن حل هذه المشكلة عن طريق تغليف الجزيئات النانوية لأكسيد الإنديوم (In2O3) المحفز، بطبقة كربون رقيقة، حيث وفقا لحسابات الكمبيوتر، تحمي هذه الطبقة المادة من التلف في بيئة حمضية وتخلق مجالا كهربائيا يبقي أيونات البوتاسيوم على سطح المحفز. أي يمنع ترسيب البوتاسيوم ويمنع الآثار الجانبية غير المرغوب فيها. ولتأكيد نتائج الحساب، صنع الباحثون جزيئات أكسيد الإنديوم النانوية المغلفة بالكربون. وأظهرت التجارب أنه حتى في بيئة شديدة الحموضة ذات محتوى منخفض من أيونات البوتاسيوم، ظل المحفز نشطا لأكثر من 100 ساعة ، مع تحقيق كفاءة بنسبة 98.9 بالمئة. واستنتج العلماء أن إدخال هذه التكنولوجيا في المنشآت الصناعية يمكن أن يجعل معالجة ثاني أكسيد الكربون أكثر ملاءمة للبيئة ومربحة اقتصاديا. المصدر: تاس يشير التقرير السنوي للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية عن المناخ، إلى أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عام 2023 بلغ نحو 420.0 ± 0.1 جزء في المليون. طوّر باحثون من روسيا غشاء بوليمر يمرر غاز ثاني أكسيد الكربون بنشاط أكثر بحوالي 60 مرة مقارنة بالنيتروجين ومواد أخرى. ستبدأ روسيا في غضون عامين بالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض، الأمر الذي سيساهم في تخفيف آثار تغير المناخ ويحد من ارتفاع درجات الحرارة. يمكن لبكتيريا معروفة أن تحول ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى بلاستيك حيوي، وتعالج مشكلتين عالميتين في خطوة واحدة سريعة، باستخدام نظام نموذج أولي صممه مهندسون كيميائيون في كوريا.