ثورة في خلايا الوقود: غشاء “خارق النحافة” يُبشّر بخفض هائل في تكاليف الهيدروجين الأخضر
سولارابيك، النرويج- 1 يونيو 2025: كَشَف باحثون نرويجيون في مؤسسة SINTEF البحثية عن تطوير تكنولوجيا أغشية جديدة لخلايا وقود الهيدروجين، تُبشّر بخفض كبير في التكاليف ودفع عجلة تنافسية هذه الخلايا أمام المحركات الكهربائية. يَتمحور هذا الابتكار، الذي خرج من مختبر الهيدروجين التابع للمؤسسة، حول تقليص سُمك مكونين أساسيين في خلايا الوقود، وهما الغشاء والمحفز، اللذان يشكلان ما يصل إلى 41% من إجمالي تكلفتها.
غشاء ثوري: سُمك أقل وتكاليف مُخفّضة
يَبلُغُ سُمك النموذج الأولي للغشاء الجديد 10 ميكرومترات (10μm) فقط، ما يمثل انخفاضًا بنسبة 33% مقارنةً بالمعيار الحالي البالغ 15 ميكرومترًا (15μm). وقد صَرَّحَ باتريك فورتين، الباحث في SINTEF، قائلاً: “تبلغ سماكة الأغشية في خلايا الوقود الحالية 15 ميكرومترًا. نموذجنا الأولي يبلغ 10 ميكرومترات فقط. وللمقارنة، فإن ورقة A4 القياسية تبلغ سماكتها 100 ميكرومتر”. أَكَّدَ الباحثون أن هذا الترقيق الكبير لم يؤثر على أداء الخلية، إذ وَجَدوا أن المقاومة الحجمية للغشاء تصبح ضئيلة عند سُمك أقل من 15 ميكرومترًا، وأن أداء الخلية يتحدد بشكل أساسي بالمقاومة البينية، والتي ظلت ثابتة للغشاءين. يُتَوَقَّعُ أن يُسهم هذا التقدم وحده في خفض تكاليف الغشاء بنسبة تصل إلى 20%، بالإضافة إلى تقليل محتوى البوليمرات الفلورية الضارة (PFAS) بنسبة 33%، وهي مواد يعتبرها الاتحاد الأوروبي ذات مخاطر كيميائية متزايدة على البيئة والصحة.
تخفيض البلاتين وتوسيع آفاق النقل المستدام
لَمْ يَتَوَقَّفْ إنجاز فريق البحث عند تطوير الغشاء فائق الرقة، بل امتد ليشمل المحفز أيضًا. حَقَّقَ الفريق انخفاضًا ملحوظًا في محتوى البلاتين المستخدم في المحفز بنسبة 62.5% مقارنةً بأحدث خلايا الوقود المتوفرة. إذ يُعَدُّ البلاتين معدنًا نادرًا وباهظ الثمن، ويتركز استخراجه خارج القارة الأوروبية، ما دفع الاتحاد الأوروبي إلى تصنيفه كمادة خام حرجة. وأَوضحَ فورتين أن تقليل كمية البلاتين لا يساعد فقط في خفض التكاليف، بل يأخذ في الاعتبار التحديات العالمية المتعلقة بتوريد المواد الخام الهامة وتحقيق الاستدامة. تَوَصَّلَ الباحثون إلى ترتيب مثالي لجزيئات مفاعل البلاتين المجهرية، ما يسمح بتوليد طاقة كافية مع استخدام كمية أقل بكثير من هذه المادة الثمينة. يَحمِلُ هذا النهج المزدوج لتقليل المواد المستخدمة إمكانات هائلة لخفض انبعاثات الغازات الدفيئة، خاصة في قطاعات النقل الثقيل والملاحة البحرية، وعلى المدى الطويل في قطاع الطيران، مما يمهد الطريق نحو مستقبل نقل أكثر استدامة بالاعتماد على خلايا وقود الهيدروجين عالية الكفاءة التي لا ينبعث منها سوى بخار الماء.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: sintef
image source: sintef
The post ثورة في خلايا الوقود: غشاء “خارق النحافة” يُبشّر بخفض هائل في تكاليف الهيدروجين الأخضر appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود