توصل فريق من الباحثين في إحدى الجامعات الأمريكية لتصنيع مادة ستساعد في إحداث ثورة في عالم المحركات التي تعمل بغاز الهيدروجين.
ويقود فريق الأبحاث الذي توصل إلى إنتاج المادة البروفيسور الفلسطيني الأصل عمر فرحة، المدرس في جامعة “نورث ويسترن” الأمريكية.
والمنتج الجديد يعمل كإسفنجة الحمام إذ أنها قادرة على امتصاص كمية كبيرة من الغازات واطلاقها بكلفة قليلة ودون الحاجة لضغط عال.
وتحوي المادة المستخرجة من معدن الألومنيوم مليارات الثقوب المتناهية الصغر حيث تعادل مساحة سطوح هذه الثقوب في الغرام الواحد من المادة مساحة ملعب كرة القدم.
ويقول فريق الباحثين إن المادة الجديدة قادرة على تخزين كميات كبيرة من الغاز الذي تحتاجه أي آلية سواء كانت سيارة ركاب أو شاحنة كبيرة دون الحاجة لخزان مكلف للغاية لتخزين غاز الهيدروجين.
وازدهرت مبيعات سيارات وخصوصا سيارات الدفع الرباعي الكبيرة خلال السنوات القليلة الماضية في الولايات المتحدة.
وتجاوزت كميات غاز ثاني أوكسيد الكربون الناتجة عن وسائل النقل مثل السيارات والقطارات والطائرات ما أنتجته محطات الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة.
وتمحورت الجهود في مجال تطوير السيارات الكهربائية على استخدام غاز الهيدروجين كونه مصدر طاقة للسيارات لا ينتج أي انبعاثات غازية.
ويستخدم غاز الهيدروجين في تشغيل خلية طاقة في السيارة أو الشاحنة، وإذا ما جرى إنتاج الهيدورجين باستخدام مصادر طاقة متجددة فإنه سيكون وقوداً صديقاً للبيئة أكثر من غيره لحد بعيد.
لكن الآليات التي تعمل على الهيدروجين تعاني من مشاكل وعيوب.
فغاز الهيدروجين خفيف للغاية ولكي تقطع سيارة تعمل بهذا الغاز مسافة مئة كيلو متر فإنها تحتاج إلى كيلو غرام واحد منه.ونحتاج الى خزان سعته 11 الف ليتر لخزن هذه الكمية من الغاز في ظروف الضغط الجوي العادية.
وبغية تجاوز هذه المعضلة يتم تخزين الغاز تحت ضغط عال، 700 بار تقريبا، بحيث يمكن للسيارة حمل ما بين 4 إلى 5 كيلوغرامات من الهيدروجين وهي كمية كافية لقطع مسافة 500 كيلو متر.
وتعادل هذه الدرجة من الضغط 300 ضعف ضغط إطار السيارة، وبالتالي يتم تخزين الهيدروجين في خزانات خاصة تتحمل هذا الضغط مما يزيد كلفة السيارات التي تعمل بهذا الغاز.
ويقول الباحثون إنه يمكن تجاوز هذه المعضلة عن طريق تطوير وسيلة بديلة قادرة على تخزين كميات كبيرة من الهيدروجين دون الحاجة لضغط عال.
ويقول الباحثون إن هذه المادة عبارة عن مركب من معدن ومادة عضوية.
وأطلق مخترعو المادة عليها اسم NU-1501، وهي مكونة من جزيئات عضوية وأيونات معدنية تتجمع ذاتيا على شكل مادة شفافة كريستالية شديدة النفوذية.
ويشبه البروفيسور عمر فرحة، رئيس فريق الباحثين، المادة الجديدة بإسفنجة الحمام لكن بثقوب منتظمة للغاية.
ويوضح: “إذا سكبت الماء يمكنك مسح الماء بواسطة الاسفنجة وعليك عصرها إذا اردت استخدامها ثانية. والمادة الجديدة تعمل على نفس المبدأ، نستعمل الضغط في تخزين وإخراج جزيئات الغاز من المادة”.
وأضاف أن المادة تعمل تماما كالإسفنجة لكن بطريقة مبرمجة ذكية جداً. مشيرا إلى أن الميزة الأساسية للمادة هي أنها قادرة على تخزين كميات كبيرة من الهيدروجين وغيرها من الغازات دون الحاجة لضغطها بشدة مما يغني عن الحاجة لخزانات عملاقة.
وأكد البروفيسور فرحة أن المادة قادرة على تخزين كميات هائلة من غازي الهيدروجين والميثان وإمداد المحرك بهما بضغط أقل من الضغط المطلوب في خلايا الوقود المستعملة حاليا في السيارات.
وتوصل الفريق لاكتشاف هذه المادة في إطار الأبحاث التي كان يقوم بها لصالح وزارة الدفاع الأمريكية، حيث كان يقوم على تطوير مواد فائقة القدرة على امتصاص الغازات بغرض حماية الجنود عند تعرضهم لهجمات بغاز الأعصاب.
وأوضح الفريق أنه حصل على التمويل اللازم للسير قدما في أبحاثه لتطبيق هذا الاكتشاف في مجالات النقل. وأثبتت المادة قدرتها الفائقة عند خضوعها للاختبارات القاسية لوزارة الطاقة الأمريكية في مجال تخزين الوقود البديل القابل للنقل وطرق إيصالها.
ولتطوير المادة وتطبيقاتها بشكل كامل يحتاج الفريق لضمان مشاركة قطاع صناعة السيارات في هذه الجهود بشكل واسع.
المصدر: اخبار٢٤
