الماء مصدراً لوقود الهيدروجين

مع تزايد أزمة الطاقة في مصر وتدني احتياطات النفط والغاز الطبيعي، أصبح البحث عن بدائل للوقود أمراً حتمياً. وداخل مختبرات تكنولوجيا النانو في الجامعة الأميركية في القاهرة، يعمل الباحثون على إيجاد طرق لتوليد الطاقة الذكية لإنتاج الكهرباء والطاقة المتجددة باستخدام ضوء الشمس.
وصرّح ناجح علام الأستاذ المساعد في تكنولوجيا النانو والطاقة المتجددة في قسم الفيزياء بالجامعة الأميركية في القاهرة، بأن المجتمع الدولي يعي الأزمة الناجمة عن استخدام الوقود الأحفوري، ويركز على تطوير تقنيات الانبعاثات الخالية من الكربون باستخدام مصادر للطاقة المتجددة.
ولعلام بحث يقسم استغلال طاقة الشمس إلى مرحلتين. تتضمن المرحلة الأولى استخدام مواد نانوية متناهية الصغر لاستغلال ضوء الشمس في إنتاج وقود نظيف مثل الهيدروجين، ما يخفض من التلوث وغازات الاحتباس الحراري. وتشمل المرحلة الثانية، استخدام المواد متناهية الصغر في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بواسطة خلايا شمسية.
وفي هذا الصدد، قال علام: «تعتبر الطاقة الشمسية من المصادر المتجددة للطاقة نظراً لتوافرها بكثرة. وفي حال استغلالها بكفاءة، فإنها تلبي حاجة العالم للطاقة في المستقبل».
ويعتبر الهيدروجين أخف الغازات وأنظفها. وعند استخدامه وقوداً، لا تصدر عنه انبعاثات، بل ينتج عن احتراقه ماء وطاقة. وعلى رغم ذلك، يستنفد استخراج الهيدروجين من الماء، كثيراً من الطاقة والمال. وفي الوقت الحالي، ينتج غاز الهيدروجين باستخدام الوقود الأحفوري الذي يتأتى منه انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون المضرة. ومن أجل تطوير تقنيات تستخدم الهيدروجين كمصدر للطاقة بكفاءة وكلفة منخفضة، خلص بحث علام إلى ضرورة تصنيع تراكيب من مواد نانوية باستخدام أشباه موصلات.
وبقول آخر، يؤدي إنتاج مواد نانوية بهذه الطريقة إلى صنع تراكيب يمكن استخدامها بكفاءة لاستخراج الطاقة من ضوء الشمس. وأوضح علام الأمر قائلاً: «نستخدم ضوء الشمس لتقسيم جزيئات الماء إلى ذرات أوكسجين وهيدروجين، ما يمكن من استخدامها لإنتاج طاقة نظيفة. ومن الناحية النظرية، يمكن استعمال ضوء الشمس لإثارة مواد شبه موصلة، تعمل بدورها كمحفز لتفاعل يفكك جزيئات المياه في خلية كهروكيميائية. وتعتبر هذه التقنية واعدة تماماً، كما يعكف كثيرون من العلماء على تطويرها. ينصب الجهد على إنتاج الهيدروجين لاستعمال وقود نظيف، إذ يمكن استخدامه لتشغيل كل شيء بداية من توصيل الكهرباء إلى المنازل والأجهزة الكهربائية ووصولاً إلى السيارات والطائرات. نعمل أيضاً على استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء وتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود مفيد».
ولإجراء هذا البحث بصورة صحيحة، عكف علام على إنشاء مختبر لمواد الطاقة داخل حرم الجامعة. «نضع المختبر في تناول مجتمع الجامعة الأميركية، ومن هم خارجها أيضاً. نعمل على إنشاء دبلوم في مجال الطاقة الشمسية، ويقضي الطلاب المسجلون في هذا البرنامج خمسين في المئة من الوقت داخل المختبر لتطوير أجهزة الطاقة الشمسية واختبارها»، بحسب علام.