مستقبل جديد للطاقة النظيفة: أقطاب كهربائية حفازة فعّالة لتحلل الماء إلى هيدروجين

Thread Content

في الأيام الأخيرة، غطت ضبابية المركبات الكيميائية بكين مرة أخرى، وكانت الشكاوى تتردد في كل مكان. اليوم، سأتحدث معكم عن التحديات والمواقف “المحرجة” التي تقف وراء هذه الضبابية. على الرغم من أن مصادر الضباب لا تقتصر على الأنشطة البشرية فقط، إلا أنه لا يمكن إنكار أن الغالبية العظمى من أسبابه تعود إلى حرق الوقود الأحفوري. وفي هيكل الطاقة الحالي، ورغم التطور السريع للطاقات الجديدة في السنوات الأخيرة، فإن الوقود الأحفوري التقليدي لا يزال يشكل أكثر من 80% من الحصة. إن حرقه المستمر يتسبب في تلوث بيئي شديد وتفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري. كما أن عدم قابلية الوقود الأحفوري للتجدد يمثل تحدياً كبيراً يواجه البشرية، والحل الوحيد هو تطوير الطاقة النظيفة. منذ فترة قصيرة، طور فريق بحثي في جامعة تسينغهوا في بلادنا فيلمًا مركبًا من نوع “WS2/WO2.9/C” يتمتع ببنية داعمة قابلة للتخصيص، ويُستخدم كقطب كهروكيميائي عالي الأداء لتحويل الماء إلى هيدروجين. استخدم الباحثون عمليات بسيطة مثل الطلاء بالدوران والمعالجة الحرارية لتصنيع هذه المادة الرقيقة على ورق الجرافيت. يتكون هذا الفيلم المركب من شرائح نانوية من WS2 وخيوط نانوية من WO2.9 مدمجة في قاعدة كربونية موصلة. تسمح البنية المرصعة بتعريض حواف رقائق WS2 ذات النشاط الكاتاليتي على سطح الفيلم، كما تقلل من مقاومة التوصيل لدى التقنيات ذات الجزيئات الصغيرة. نظرًا لإدخال كمية ضئيلة من الأكسجين في عملية المعالجة الحرارية، تشكلت أسلاك نانوية من WO2.9 ذات خصائص معدنية، كما أن الوصلة غير المتجانسة بين WS2 وWO2.9 عززت الموصلية الكهربائية بشكل أكبر. بالإضافة إلى ذلك، تشكلت فراغات الكبريت على السطح الأساسي في مركز طبقات WS2، **مما رفع النشاط الحفاز**، كما أن لـ WO2.9 نشاطًا حفازًا معينًا أيضًا. بفضل التفاعل المتبادل بين WS2 وWO2.9، يتمتع الفيلم المركب WS2/WO2.9/C بنشاط تحفيزي ممتاز لإنتاج الهيدروجين؛ حيث يصل جهد الفرط في إنتاج الهيدروجين إلى 20 مللي فولت، ومعدل منحنى تافيل إلى 36 مللي فولت/درجة، وهو ما يعتبر قريبًا جدًا من أداء أقطاب Pt/C. مصدر أخبار الناموسيات هو موقع موفان (www.molfind.cn)