اليابان تبتكر طريقة لإنتاج "أمونيا نظيفة" باستخدام الضوء والماء
نجح فريق بحثي من جامعة طوكيو في تحقيق تقدم علمي بارز قد يحدث تحولا في صناعة الأسمدة، بتطوير طريقة جديدة لإنتاج الأمونيا، تعتمد على استخدام الماء والنيتروجين من الهواء وضوء الشمس فقط، دون الحاجة إلى كميات هائلة من الطاقة، كما هو الحال في الطرق التقليدية.
وفقا للدراسة التي نشرت يوم 22 مايو في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز" فإن هذا الابتكار قد يقلل من استهلاك الطاقة والانبعاثات الناتجة عن إنتاج الأمونيا.
ويأمل المؤلفون في أن تساهم هذه التقنية في إحداث تحول في قطاع الزراعة والصناعة، من خلال تقليل البصمة الكربونية لإنتاج الأسمدة، وتعزيز الاعتماد على الطاقة الشمسية كمصدر نظيف ومستدام.
مصدر طاقة نظيف ومستدام
تعد الأمونيا مادة كيميائية أساسية في صناعة الأسمدة التي تعتمد عليها الزراعة الحديثة بشكل كبير، إذ يتم إنتاج نحو 200 مليون طن من الأمونيا سنويا في العالم، يستخدم منها 80% في إنتاج الأسمدة.
لكن المشكلة تكمن في أن الطرق التقليدية لإنتاج الأمونيا، مثل عملية "هابر-بوش" -وهي طريقة صناعية لإنتاج النشادر من النيتروجين والهيدروجين-، تتطلب درجات حرارة وضغوطا عالية، مما يؤدي إلى استهلاك نحو 2% من إجمالي الطاقة العالمية وإطلاق كمية مماثلة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
من هنا تأتي أهمية نتائج الدراسة، وفقا للمؤلف الرئيسي "يوشيأكي نيشيباياشي" – أستاذ الكيمياء التطبيقية بجامعة طوكيو، الذي أوضح في تصريحات لـ "الجزيرة نت" أن الفريق تمكن من تطوير نظام تحفيزي جديد لإنتاج الأمونيا باستخدام مواد وفيرة في الطبيعة مثل الماء والنيتروجين، وكل ذلك باستخدام ضوء الشمس كمصدر للطاقة.
يقول "نيشيباياشي" في تصريحاته: "هذه هي المرة الأولى التي ننجح فيها في إنتاج الأمونيا بشكل محفز ضوئيا باستخدام النيتروجين الجوي كمصدر للنيتروجين والماء كمصدر للبروتونات، وذلك باستخدام الضوء المرئي ونوعين من المحفزات الجزيئية".
ويضيف: "لقد استخدمنا محفزا ضوئيا من عنصر الإيريديوم ومركبا آخر يعرف باسم الفوسفين الثلاثي، ما مكن من تنشيط جزيئات الماء وإطلاق البروتونات اللازمة لتكوين الأمونيا".
وما يجعل هذا الإنجاز أكثر إثارة هو أن الفريق تمكن من تنفيذ التفاعل على نطاق أكبر بعشر مرات من التجارب السابقة، مما يمهد الطريق لتجارب واسعة النطاق وربما تطبيقات صناعية مستقبلية.
آلية عمل متناغمة
تعتمد الآلية الجديدة على استخدام محفزين كيميائيين يعملان بتناغم؛ الأول يحتوي على عنصر الموليبدينوم ويستخدم لتنشيط جزيئات النيتروجين المأخوذة من الهواء، أما الثاني فهو مركب من عنصر الإيريديوم يفعل بواسطة ضوء الشمس لتحفيز جزيئات الماء والفوسفين الثلاثي.
وعند امتصاص الضوء، يدخل محفز الإيريديوم في حالة طاقة عالية تمكنه من تأيين الفوسفينات، التي تتفاعل مع الماء لإنتاج البروتونات. وهنا يتدخل محفز الموليبدينوم ليساعد على ربط هذه البروتونات بجزيئات النيتروجين، وتكوين الأمونيا في نهاية التفاعل.
يوضح المؤلف الرئيسي للدراسة أنه عندما يمتص محفز الإيريديوم ضوء الشمس، فإنه يصبح قادرا على تأيين الفوسفينات، التي تعمل بعد ذلك على تفعيل الماء وتحرير البروتونات. وهنا يأتي دور محفز الموليبدينوم الذي يسمح للنيتروجين بالاتحاد مع هذه البروتونات لتكوين الأمونيا.
ويرى "نيشيباياشي" أن هذه التقنية تحاكي في جوهرها ما يحدث في الطبيعة، حيث تعتمد النباتات على البكتيريا لتثبيت النيتروجين وتحويله إلى أمونيا من خلال عمليات حيوية مرتبطة بالتمثيل الضوئي. إلا أن بعض التحديات لا تزال قائمة، مثل التعامل مع المركبات الوسيطة (كالفوسفينات) التي يمكن أن تكون سامة إذا لم يتم التعامل معها بمسؤولية.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجزيرة
منذ يوم واحد
- الجزيرة
اتصال هاتفي بين ترامب والرئيس الصيني في ظل توتر العلاقات
ذكرت وكالة أنباء الصين الجديدة (شينخوا) أن الرئيس الصيني شي جين بينغ أجرى، اليوم الخميس، محادثات هاتفية مع نظيره الأميركي دونالد ترامب ، وذلك في ظل توتر العلاقة بين البلدين بسبب النزاعات التجارية. وأضافت الوكالة أن الاتصال الهاتفي كان بناء على طلب من الرئيس الأميركي، وذلك دون الخوض في تفاصيل ما تناولته المحادثات. في السياق ذاته، قالت السفارة الصينية في واشنطن إن الرئيس الصيني أجرى اتصالا هاتفيا مع الرئيس ترامب بناء على طلب الأخير. وتأتي المحادثات وسط اتهامات في الأسابيع القليلة الماضية بين واشنطن وبكين بشأن المعادن الحيوية، وهو نزاع يهدد بعرقلة هدنة هشة في الحرب التجارية بين أكبر اقتصادين في العالم. وفرض ترامب عقب عودته إلى البيت الأبيض رسوما جمركية جديدة ومرتفعة على الكثير من واردات بلاده، والعديد من دول العالم، خصوصا الصين. وتوصل البلدان في 12 مايو/أيار إلى اتفاق مدته 90 يوما لإلغاء بعض الرسوم الجمركية المضادة بينهما، والتي جرى تطبيقها منذ تنصيب ترامب في يناير/كانون الثاني. واتهم الرئيس الأميركي الصين بانتهاك بنود الاتفاق الذي تم إثر مباحثات في سويسرا، حيث اتفق الجانبان على تعليق مؤقت لزيادة التعريفات المتبادلة التي بلغت 125% على المنتجات الأميركية و145% على الصينية. وكان الرئيس الأميركي قال، أمس الأربعاء، إن الرئيس الصيني شي جين بينغ عنيد و"من الصعب للغاية إبرام اتفاق معه". وكتب ترامب في منشور على منصته تروث سوشيال"أحب الرئيس الصيني شي، لطالما أحببته وسأظل، لكنه عنيد للغاية ومن الصعب للغاية إبرام صفقة معه".
الجزيرة
منذ يوم واحد
- الجزيرة
ترامب يعتبر الرئيس الصيني صعبا في إبرام الصفقات
في تصعيد جديد للتوترات بين الولايات المتحدة والصين، وصف الرئيس الأميركي دونالد ترامب نظيره الصيني شي جين بينغ بأنه "صعب جدًا، وصعب للغاية في التفاوض معه"، في منشور نشره على منصة "تروث سوشيال". وكتب ترامب "أنا معجب بالرئيس شي، لطالما كنت كذلك، وسأظل كذلك، لكنه شخص صعب جدًا وصعب للغاية في إبرام صفقة معه!". هذا التصريح المفاجئ أثار تساؤلات جديدة حول مدى قدرة الهدنة التجارية الهشة بين واشنطن وبكين على الصمود، في وقت يزداد فيه التوتر بين أكبر اقتصادين في العالم. ولم يصدر تعليق رسمي فوري من البيت الأبيض على منشور ترامب، بحسب وكالة بلومبيرغ. توتر متزايد بعد هدنة وتشير بلومبيرغ إلى أن هذا التوتر يأتي بعد أسابيع فقط من الإعلان عن هدنة تجارية في مايو/أيار الماضي، تضمنت تخفيضات جمركية واتفاقات مبدئية بين الجانبين في اجتماع جنيف. إلا أن إدارة ترامب اتخذت منذ ذلك الحين خطوات مثيرة للجدل، أبرزها: منع تصدير قطع غيار حساسة لمحركات الطائرات إلى الصين. تقييد وصول بكين إلى برامج تصميم الرقائق الإلكترونية. فرض قيود إضافية على شركة هواوي الصينية. الإعلان عن خطة لإلغاء تأشيرات طلاب صينيين الأسبوع الماضي. وفي المقابل، ردّت بكين بغضب دبلوماسي على تصريحات أدلى بها وزير الدفاع الأميركي بيت هيغسيث في مؤتمر عسكري، وحذّر خلالها من أن الصين "تشكل تهديدا وشيكا لتايوان"، وهي الجزيرة التي تعتبرها الصين جزءًا من أراضيها. رد الصين.. الموقف ثابت عند سؤال المتحدث باسم وزارة الخارجية الصينية لين جيان عن منشور ترامب، قال خلال مؤتمر صحفي دوري: "مبدأ الصين وموقفها من تطوير العلاقات الصينية-الأميركية ثابت ومتّسق". لكن بلومبيرغ أشارت إلى أن بكين لم تؤكد بعد أي خطط لإجراء مكالمة مباشرة بين الزعيمين، رغم أن البيت الأبيض أصر أكثر من مرة أن اتصالًا بين ترامب وشي "مرجّح" هذا الأسبوع. وبحسب ما نقلته بلومبيرغ عن كوري كومبس، رئيس أبحاث سلاسل الإمداد للمعادن الإستراتيجية في مؤسسة "تريفيم تشاينا"، فإن الخلاف الحالي يتمحور حول المعادن الأرضية النادرة ، وهي عناصر أساسية في الصناعات الدفاعية والتقنية. وقال كومبس "من الواضح أن الجانب الأميركي اعتقد أن بكين ستُزيل بالكامل شرط الحصول على الموافقة لتصدير تلك المعادن. لكن يبدو أن هذا لم يكن ما فهمته بكين من اتفاق جنيف". وكان خفض الرسوم الأميركية الشهر الماضي مشروطًا بوقف القيود الصينية على تصدير المغناطيسات المصنوعة من هذه المعادن، إلا أن استمرار التحكم الصيني فيها دفع واشنطن إلى اتهام بكين بخرق الاتفاق. ردود الفعل في الأسواق المالية ورغم حساسية التصريحات، فقد كانت ردود الأسواق العالمية "فاترة"، وفق وصف بلومبيرغ. فقد قلّص مؤشر الأسهم الصينية المتداولة في بورصة هونغ كونغ مكاسبه إلى 0.5%، بينما انخفض مؤشر بلومبيرغ للدولار بنسبة طفيفة بلغت 0.1%. واستقرت عائدات سندات الخزانة الأميركية لأجَل 10 سنوات عند 4.45%، ما يعكس حالة ترقب أكثر من كونه قلقا حقيقيا في الأسواق. وتؤكد بلومبيرغ أن الصين أظهرت مقاومة لافتة لأشدّ نظام تعريفي فرضته أميركا خلال قرن، وذلك بفضل برامج التحفيز الحكومية والإنفاق العام الضخم خلال الربع الأول من العام. لكن في المقابل، فإن قطاع التصنيع تراجع مؤخرًا، وأسعار العقارات واصلت الانخفاض، ما أثر على ثقة المستهلكين الذين ترتبط ثرواتهم بسوق العقارات. المحادثة المباشرة وفي تصريحات سابقة أدلى بها الجمعة الماضية من المكتب البيضاوي، عبّر ترامب عن رغبته في إجراء مكالمة هاتفية قريبة مع الرئيس الصيني، رغم اتهامه بكين بخرق جزء من اتفاق جنيف، وقال "أنا متأكد أنني سأتحدث مع الرئيس شي، وآمل أن نحل هذا الأمر". وألمح ترامب أيضًا إلى أنه مستعد لزيارة الصين بنفسه إن تطلب الأمر، رغم عدم وجود أي موعد معلن لمثل هذا اللقاء حتى الآن. وبحسب بلومبيرغ، فإن تصريحات ترامب الأخيرة تكشف عن عمق الإحباط داخل إدارته من نهج شي جين بينغ، وتضع مستقبل الهدنة التجارية على المحك، خصوصًا في ظل غياب جدول زمني واضح للاتصالات المباشرة بين الزعيمين، وتصاعد المواجهة في ملفات التكنولوجيا، التأشيرات، والمعادن النادرة.
الجزيرة
منذ 2 أيام
- الجزيرة
شاهد.. فيل ضخم يقتحم متجرا في تايلند بحثا عن الطعام
اقتحم فيل بري ضخم يزن نحو 4 أطنان أحد المتاجر الكبرى في مدينة ناخون راتشاسيما، شمال شرق تايلند، محدثا أضرارا مادية بسيطة قُدرت بـ1000 بات تايلندي (30.70 دولارا أميركيا فقط)، حسب ما أظهرت كاميرات المراقبة وشهادات شهود العيان. الفيل المعروف باسم "بلاي بيانج ليك"، البالغ من العمر 25 عاما، دخل المتجر بعد ظهر يوم الاثنين، وبدأ في التهام كميات من كعك الأرز والبيض. وقد استغرقت زيارته غير المتوقعة نحو 10 دقائق من التجوال داخل المكان، قبل أن يعلق جزئيا في السقف أثناء خروجه. "آمل ألا يعود مجددا" صاحب المتجر، خامبلوي غاكايو، عبّر عن دهشته من الموقف، وقال "كانت هذه أول مرة يزور فيها فيل متجري، وآمل أن تكون الأخيرة". وأضاف "كنت قلقا بشأن الأضرار المحتملة، لكن لحسن الحظ لم تتجاوز التكلفة الإجمالية 1000 بات. لقد تناول كعك الأرز المقرمش والحلو والبيض، وهو أمر فاجأني لأن الأفيال عادة ما تُفضل الطعام المالح". وأوضح غاكايو أن الفيلة تظهر أحيانا في المناطق القريبة، وتسبب إزعاجا لبائعي الطعام في الشوارع، لكنها نادرا ما تقتحم المتاجر المغلقة. الفيلة تقع في حب طعام البشر! ويبدو أن شهية الفيلة في تايلند آخذة بالتغيّر، وفقا لخبراء البيئة المحليين، الذين أكدوا أن هذه الحيوانات البرية بدأت تنجذب إلى الطعام البشري عالي السعرات الحرارية، مثل الأطعمة المعلبة والمطهية، بديلا عن أوراق الشجر التي تشكّل غذاءها الطبيعي في الغابات. ويحتاج الفيل البالغ، حسب علماء الأحياء، إلى نحو 150 كيلوغراما من الطعام يوميا، ما يعادل 375 علبة فاصوليا مطبوخة، للبقاء بصحة جيدة، الأمر الذي قد يفسر تكرار مثل هذه الحوادث، بحثا عن مصادر غذاء أسهل وأكثر كثافة غذائية. فيل يتسبّب في مقتل سائحة إسبانية ورغم الطابع الطريف للحادثة الأخيرة، فإن هذا لا ينطبق دائما على جميع تفاعلات البشر مع الفيلة، ففي يناير/كانون الثاني الماضي، تعرضت سائحة إسبانية تُدعى بلانكا أوجانغورين غارسيا (22 عاما) لحادث مميت أثناء مشاركتها في نشاط ترفيهي مع فيل داخل محمية كوه ياو بجزيرة ياو ياي التايلندية. وكانت غارسيا تستحم عندما تعرضت لضربة قوية مفاجئة بخرطوم الفيل، أدت إلى إصابتها إصابة بالغة، وقد نُقلت على الفور إلى مستشفى قريب، لكنها فارقت الحياة لاحقا متأثرة بجراحها. وأكدت الشرطة المحلية ومركز رعاية الفيلة صحة الواقعة، فيما أُغلقت المحمية في أعقاب الحادث. وكانت بعض التقارير قد ذكرت في البداية أن السائحة تعرّضت لنطحة، لكن وكالة الأنباء الإسبانية الرسمية أكدت لاحقا أن الضربة جاءت من خرطوم الفيل وليس من قرنه. دعوات للحفاظ على الحياة البرية تثير هذه الحوادث تساؤلات متكررة بشأن التفاعلات المتزايدة بين البشر والحيوانات البرية، خاصة في المناطق السياحية التي تعتمد على جذب الزوار عبر أنشطة تشمل التعامل المباشر مع الكائنات البرية. ويحذّر الخبراء من أن اعتياد الحيوانات على الطعام البشري قد يعزز سلوكيات خطيرة مستقبلا، ما يستدعي مزيدا من التنظيم والرقابة، ليس فقط لحماية البشر، بل أيضا لضمان بقاء هذه الحيوانات في بيئاتها الطبيعية وبسلوكها الفطري.
