لا يمكن أن يبدأ بيان تويوتا الرسمي بطريقة مثالية: "إنه شعور مثل السحر: نضع جهازًا معينًا على اتصال مع الهواء ، ونعرضه لأشعة الشمس ، ويبدأ في إنتاج الوقود مجانًا."
مجانا؟ مثل؟
أولاً ، الوقود الذي يشيرون إليه ليس البنزين أو الديزل ، بل الهيدروجين. وكما نعلم ، فإن Toyota هي أحد اللاعبين الرئيسيين في هذا المجال ، مركبات خلايا الوقود ، أو خلية الوقود ، التي تستخدم الهيدروجين لتوليد الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل السيارة.
تكمن إحدى العقبات الرئيسية التي تحول دون توسع هذه التكنولوجيا على وجه التحديد في إنتاج الهيدروجين. على الرغم من كونه العنصر الأكثر وفرة في الكون ، إلا أنه للأسف يبدو دائمًا "مرتبطًا" بعنصر آخر - والمثال الشائع هو جزيء الماء ، H2O - والذي يتطلب عمليات معقدة ومكلفة لفصله وتخزينه.
وكما تذكر تويوتا ، لا يزال إنتاج الهيدروجين يستخدم الوقود الأحفوري ، وهو سيناريو تنوي العلامة التجارية اليابانية تغييره.
وفقًا لبيان صادر عن Toyota Motor Europe (TME) ، فقد حققوا تقدمًا تقنيًا مهمًا. بالشراكة مع DIFFER (المعهد الهولندي لأبحاث الطاقة الأساسية) طور جهازًا قادرًا على امتصاص بخار الماء الموجود في الهواء ، وفصل الهيدروجين والأكسجين مباشرةً باستخدام الطاقة الشمسية فقط - ومن ثم نحصل على وقود مجاني.
هناك سببان أساسيان لهذا التطور المشترك. أولاً ، نحتاج إلى أنواع وقود جديدة ومستدامة - مثل الهيدروجين - يمكن أن تقلل من اعتمادنا على الوقود الأحفوري ؛ ثانياً ، من الضروري الحد من انبعاث غازات الاحتباس الحراري.
عمل قسم أبحاث المواد المتقدمة في TME ومجموعة العمليات التحفيزية والكهروميكانيكية لتطبيقات الطاقة في DIFFER ، بقيادة Mihalis Tsampas ، معًا لتحقيق طريقة لتقسيم الماء إلى العناصر المكونة له في طورته الغازية (البخار) وليس في المرحلة السائلة الأكثر شيوعًا. تم توضيح الأسباب من قبل Mihalis Tsampas:
Mihalis Tsampas ، العمليات التحفيزية والكهروميكانيكية لتطبيقات الطاقة من DIFFERالعمل بالغاز بدلاً من السائل له مزايا عديدة. السوائل لها بعض المشاكل ، مثل ظهور تقرحات غير مقصودة. علاوة على ذلك ، باستخدام المياه في مرحلتها الغازية بدلاً من مرحلتها السائلة ، لا نحتاج إلى مرافق مكلفة لتنقية المياه. وأخيرًا ، نظرًا لأننا نستخدم الماء الموجود في الهواء المحيط بنا فقط ، فإن تقنيتنا قابلة للتطبيق في المواقع البعيدة حيث لا يتوفر الماء.
اشترك في قناتنا على اليوتيوب
النموذج الأول
أظهر كل من TME و DIFFER كيف يعمل المبدأ ، حيث طوروا خلية كهروكيميائية ضوئية صلبة جديدة قادرة على التقاط الماء من الهواء المحيط ، حيث بدأت في توليد الهيدروجين بعد التعرض للشمس.
تمكن هذا النموذج الأولي من تحقيقه 70٪ من أداء جهاز مكافئ مملوء بالماء - واعد. يشتمل النظام على أغشية إلكتروليت بوليمرية وأقطاب كهروضوئية مسامية ومواد ماصة للماء ، مجتمعة في جهاز محدد مع غشاء متكامل.
الخطوات التالية
المشروع الواعد ، في ضوء النتائج التي تم الحصول عليها بالفعل ، تمكن من تخصيص أموال من صندوق NWO ENW PPS. الخطوة التالية هي تحسين الجهاز. استخدم النموذج الأولي الأقطاب الكهروضوئية المعروف بأنها مستقرة جدًا ، ولكن كانت له حدوده ، كما يقول Tsampas: "... المواد المستخدمة فقط تمتص الضوء فوق البنفسجي ، والذي يشكل أقل من 5٪ من ضوء الشمس الواصل إلى الأرض. تتمثل الخطوة التالية في تطبيق أحدث المواد وتحسين البنية لزيادة امتصاص الماء وأشعة الشمس ".
بعد التغلب على هذه العقبة ، قد يكون من الممكن توسيع نطاق التكنولوجيا. الخلايا الكهروكيميائية الضوئية المستخدمة لإنتاج الهيدروجين صغيرة جدًا (حوالي 1 سم 2). لكي تكون قابلة للحياة اقتصاديًا ، يجب أن تنمو على الأقل مرتين إلى ثلاث مرات من حيث الحجم (أكبر من 100 إلى 1000 مرة).
وفقًا لتسامباس ، على الرغم من عدم وصوله إلى هناك بعد ، فإنه يأمل في أن يعمل هذا النوع من الأنظمة في المستقبل ليس فقط للمساعدة في نقل السيارات ، ولكن أيضًا في المنازل.