ستنتج أقطاب كهربائية خاصة وقود الهيدروجين مباشرة من مياه البحر

ولأول مرة، سيتم إنتاج أقطاب كهربائية يمكنها إنتاج الهيدروجين من مياه البحر دون توليد غاز الكلور المسبب للتآكل والسام على نطاق تجاري.

وقال دوج ويكس من وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للطاقة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (ARPA-E) في بيان صحفي: “لم يكن التحليل الكهربائي التقليدي ممكنًا إلا باستخدام الماء النقي، وهو مورد عالمي نادر بشكل متزايد”. “[These electrodes] القضاء على اعتماد العملية على المياه النقية والاستفادة من مصدر المياه الأكثر وفرة في العالم بدلاً من ذلك: المحيط.

وتستخدم هذه العملية كاثودًا سالب الشحنة وأنودًا موجب الشحنة لتقسيم مياه البحر إلى أربعة “تيارات” – الأكسجين والهيدروجين المفيدين، والتيارات الحمضية والقلوية غير الضارة التي يمكن إعادة تدويرها بسهولة مرة أخرى إلى المحيط. تخطط شركة Equatic، وهي شركة ناشئة مقرها كاليفورنيا صممت التكنولوجيا بدعم من ARPA-E، لبيع الهيدروجين والأكسجين الذي تم إنشاؤه في هذه العملية لتعويض تكاليفها. ويتفاعل التيار القلوي مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي لتكوين معادن مستقرة يمكن سكبها مرة أخرى في البحر، بينما يمكن إرجاع التيار الحمضي إلى المحيط بمجرد استعادته إلى درجة الحموضة الأصلية بعد التدفق فوق الصخور الغنية بالسيليكا.

مثل التقنيات القياسية التي تعمل على تقسيم الماء لإنتاج الهيدروجين، تتم هذه العملية في محلل كهربائي، وهو جهاز يستخدم أكوام من الأقطاب الكهربائية لفصل جزيئات الماء بالكهرباء. لكن الأجهزة الموجودة تواجه صعوبة في التعامل مع مياه البحر لأنها تدمرها: فهي مليئة بالملح المذاب والمعادن الأخرى والمعادن والكائنات الحية الدقيقة التي تؤدي إلى تحلل المكونات وتفسد الأعمال. كما أن الشحنة الكهربائية التي تجذب الأكسجين إلى الأنود تفصل الملح الموجود في مياه البحر، مما يولد غاز الكلور السام الذي يؤدي إلى تآكل الآلة بسرعة.

ولتجنب هذه المشكلة، صمم تشين وزملاؤه أنودًا يمكنه فصل الأكسجين بشكل انتقائي من جزيئات الماء دون تقسيم الملح. واستخدموا طبقة مانعة للكلور للسماح بتدفق الماء عبر المحفز أثناء إيقاف الملح. واستنادًا إلى الاختبارات المعملية، يقول تشين إنهم يتوقعون أن تعمل الأنودات لمدة ثلاث سنوات على الأقل قبل أن تحتاج إلى إزالتها وإعادة طلائها.

يقول باو فاراس من جامعة جالواي في أيرلندا، وهو غير مشارك في الشركة، إن الأداء القوي سيستغرق ثلاث سنوات، وإن هذه الأنودات الانتقائية للأكسجين هي طريقة واعدة لاستخدام مياه البحر لصنع وقود الهيدروجين. لكنه يقول إنهم لم يظهروا بعد أنهم قادرون على العمل في البرية. ويقول: “ما يتعين علينا القيام به هو رؤية الأداء الحقيقي في بيئة حقيقية”.

ستبدأ الشركة الآن في إنتاج الأنودات في مصنع في كاليفورنيا قادر على إنتاج 4000 منها سنويًا. وسيتم استخدامها في مصنع تجريبي يجري بناؤه في سنغافورة، والذي تقول الشركة إنه سيكون قادرًا على إزالة 10 أطنان من ثاني أكسيد الكربون وإنتاج 300 كيلوغرام من الهيدروجين يوميًا.