باحثة عربية تساهم في تطوير محفز جديد لإنتاج الهيدروجين بكفاءة عالية
يعتبر إنتاج الهيدروجين عن طريق التحفيز الضوئي مصدر طاقة نظيف وصديق للبيئة حيث يتم استخدام التحفيزي الضوئي عن طريق تحلل الماء لإنتاج الهيدرجين من خلال التحويل المباشر للطاقة الشمسية واستغلالها في عدة عمليات مختلفة.
حيث بدأ استخدام مواد شبه موصلة في أوائل السبعينيات لتحليل الماء وإنتاج الهيدروجين باستخدام التحفيز الضوئي لتقسيم الماء. إلا أن الطلب على الطاقة بشكل عالي في هذا النوع من المحفزات شجع كثير من الباحثين لإيجاد محلول يتم استخلاص الهيدروجين منه بطاقة أقل ولهذا أًصبح تحليل المواد القائمة على الكبريتيد بدلاً من الماء موضوعًا بحثيًا مهمًا. وقد بدأ استخدام المواد القائمة على الكبريتيد كمحفزات ضوئية على نطاق واسع بسبب استجابتها الشمسية الجيدة ونشاطها العالي للتحفيز الضوئي.
و لهذا الغرض ، قامت البحاثة معالي أمل مرسل هي ومجموعتها البحثية من مركز العلوم الطبيعية و قسم هندسة المواد في جامعة بانونيا في دولة المجر، بدراسة مركب كبريتيد الزنك و الكادميوم الذي تم تحضيره بطرق مختلفة وفريدة ، لتوليد الهيدروجين باستخدام المحفز الضوئي الذي ينشطه الضوء في نظام مائي يحتوي على أيونات الكبريتيد.
الجدير بالذكر أنه قد تم تكريس اهتمام خاص لدراسة تأثير عوامل التحضيرعلى نشاط إنتاج الهيدروجين في هذا الوسط. ولهذا السبب تم تصنيع المحفز في المعمل بطريقتين مختلفتين: الأولى من معقدات أمينية و الثانية بطريقة تقليدية مباشرة من الأسيتات بقيم أس هيدروجيني مختلفة. حيث كانت النتائج غير متوقعة على عكس الطريقة التقليدية ، حيث لم تتأثر الفعالية الضوئية للمجموعة المحضرة من المعقد الأميني بتغير الرقم الهيدروجيني المطبق لاعدادها. إلى جانب ذلك ، أثرت المعالجة الحرارية المائية ومحتوى الأمونيا بشدة على معدل إنتاج الهيدروجين في هذا النظام. كما أثبتت القياسات الهيكلية اعتماد الفاعلية الضوئية لهذه العوامل المحفزة للخصائص الهيكلية والمورفولوجية التي تحددها ظروف التحضير.
Source: Maali-Amel,Catalysts 2021
باختصار, أكدت النتائج التي قدمتها البحاثة معالي ومجموعتها , أن المعالجة الحرارية المائية للمحفزات واستخدام الأمونيا أثناء الترسيب زاد من كفاءة التحفيز الضوئي. بالإضافة إلى أنه أثبتت النتائج أن هذا النوع من المحفز مستقر بشكل جيد، أي أن كفاءته بالكاد تغيرت خلال عدة عمليات إعادة استخدامه. مما يرفع كفاءة هذا النوع من المحفزات لإنتاج الهيدروجين.
حيث توكد الدراسة أن الكفاءة التحفيزية الواعدة التي تم تحقيقها باستخدام محفزات كبريتيد الزنك و الكادميوم ، المحضرة بدون أي ترسب معدني ، تشجع على إجراء مزيد من الدراسات والتطوير المستقبلي لها عن طريق تحسين ظروف وعوامل تحضير هذا النوع من المحفزات وذلك لتعزيز معدل توليد الهيدروجين ورفع الكفاءة و تحقيق .
نشرت نتائج الدراسة في مجلة المحفزات Catalysts و لمعلومات أكثر, يرجى زيارة الرابط التالي للنتائج الدراسة:
الباحثة معالي أمل مرس
من دولة الجزائر حاليا طالبة دكتوراة وعضو في المجموعة البحثية للكيمياء الضوئية البيئية وغير العضوية في مركز العلوم الطبيعية بكلية الهندسة في جامعة بانونيا في دولة المجر.
للتواصل :maali.merseld02@gmail.com
