باحثون صينيون يضعون معيارا جديدا لكفاءة إنتاج الهيدروجين بالطاقة الشمسية

بكين 23 فبراير 2025 (شينخوا) ذكرت صحيفة العلوم والتكنولوجيا اليومية يوم السبت الماضي أن فريقا من الباحثين الصينيين حقق كفاءة قياسية في إنتاج الهيدروجين الشمسي بلغت 10.36 في المائة ما حقق استدامة مستمرة لأكثر من شهر ومهّد الطريق لإنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع.

وبحسب نتائج دراسة نُشرت مؤخرا في مجلة "نيتشر كومينكيشنس"، صمم باحثون من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين وجامعة ووهان بنية كهروضوئية جديدة باستخدام أسلاك نانوية من نيتريد الغاليوم القائمة على السيليكون لتحقيق الاختراق المذكور.

وتُوفر هذه البنية كفاءة عالية في إنتاج الهيدروجين الشمسي في تكوين نصف خلية تتيح إنتاج هيدروجين مستقر لأكثر من 800 ساعة عند كثافات تيار عالية، فضلا عن قدرتها على تمديد عمر خدمة الكهروضوئية من ساعات إلى أشهر والتغلب على تحديات الكفاءة والموثوقية التي تواجهها أجهزة إنتاج الهيدروجين الكهروضوئية التقليدية، وفقا للدراسة.

ويعد التقسيم الكهروضوئي الكيميائي للماء تكنولوجيا يتم من خلالها تحويل ضوء الشمس والماء بشكل مباشر إلى هيدروجين أخضر، حيث أصبحت تُشكل اتجاها بحثيا مهما في مجال الطاقة النظيفة. ومع ذلك، لا تزال العديد من مواد الأقطاب الضوئية التقليدية معرضة للتآكل وتحلل النشاط التحفيزي ما يحدّ من متانة الأقطاب الضوئية.

وطوّر الفريق الهيكل المناسب للإنتاج الضخم وحمّله بجسيمات نانوية ذهبية كمحفز مشارك، حيث يعزز هذا النهج الجديد النشاط التحفيزي لتفاعل تطور الهيدروجين ويمنع انفصال جسيمات النانو الذهبية أثناء عملية التفاعل فضلا عن تجنب تحلل النشاط التحفيزي.

وأشارت الدراسة إلى إمكانية توسيع الهيكل الجديد إلى أنظمة أشباه الموصلات المركبة وأنظمة التفاعل التحفيزي الأخرى، حيث من المتوقع أن يلعب دورا مهما في تحويل الطاقة ودعم التحول العالمي للطاقة والتنمية المستدامة.