ساهم عالم مصري في اختراع جديد يجذب العرب ومصر من أمريكا عبر البلد
اكتشف عالم مصري بقيادة فريق بحثي دولي من جامعة دريكسيل الأمريكية ، بالشراكة مع معهد J لفيزياء المواد في بوخارست ، رومانيا ، مادة جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
أجرت البلد مقابلة مع الدكتور حسين بدر ، الباحث الأول في الدراسة ، والباحث في الهندسة وعلوم النانو ، وعضو مجموعة برسوم في جامعة دريكسل ، والذي أكد أن الهيدروجين وقود خالٍ من الانبعاثات الحرارية ، وهو السبب الرئيسي للتغيير. تغير المناخ والاحترار العالمي ، مثل الفحم والنفط ، وبالتالي إنتاج الهيدروجين من الماء استخدام ضوء الشمس كمصدر للطاقة المتجددة هو البديل الأكثر استدامة وصديقة للبيئة.
وأوضح د.حسين بدر أن مادة متناهية الصغر من أكسيد التيتانيوم أحادي البعد تستخدم في إنتاج الهيدروجين الأخضر ، مشيرًا إلى أن المحفزات الضوئية هي مواد تساعد على استكمال تفاعل الضوء عن طريق امتصاص فوتونات الضوء ، حيث إن تركيبها الفيزيائي يشمل ما يسمى التكافؤ. النطاق الذي يحتوي على إلكترونات ذات مستوى طاقة أقل ، بالإضافة إلى نطاق توصيل يحتوي على إلكترونات ذات مستوى طاقة أعلى ، ويسمى فرق الطاقة بين هذين المستويين بفجوة نطاق الطاقة ، وهي الكمية التي تحدد فعالية المادة كمحفز ضوئي ، يشير إلى أنه عندما يمتص المحفز طاقة ضرورية كافية تساوي أو تزيد عن طاقة فجوة الحزمة ، يقفز الإلكترون من مستوى نطاق التكافؤ السفلي إلى مستوى التوصيل الأعلى ، تاركًا فجوة نطاق تكافؤ موجبة الشحنة.
وأضاف أن الإلكترون سالب الشحنة والفضاء الموجب الشحنة يشكلان طرفي الدائرة الكهربائية على سطح المحفز ، وهذا بالضبط ما يحدث أثناء عملية فصل الهيدروجين والأكسجين عن الماء ، حيث تلعب الإلكترونات دورًا في تقليل الماء إلى غاز الهيدروجين ، بينما تؤكسده الثقوب الإيجابية إلى غاز الأكسجين.
وأضاف الدكتور حسين بدر ، في مقابلته مع البلد ، أن حجم فجوة الطاقة يحدد أيضًا أطوال موجات الضوء التي يمكن أن تثير الإلكترونات لبدء هذه التفاعلات ، وأن المحفزات الضوئية ذات فجوات الطاقة الأصغر تتطلب عددًا أقل من الفوتونات من الطاقة حتى تتمكن من امتصاص المزيد. من طيف الضوء المرئي ، وهذا هو مفتاح التحويل الفعال للطاقة الشمسية.
ابتكار اختراع جديد
وكشف أنه وفريق البحث تمكنوا من الوصول إلى هذه المسألة عن طريق المعالجة الكيميائية لأكسيد التيتانيوم لتوسيع نطاق امتصاص الضوء ، وأسفرت التجارب عن محفز ضوئي قائم على أكسيد التيتانيوم قادر على توليد الهيدروجين بكفاءة أكبر بعشر مرات مقارنة بـ نظيرتها التجارية.
وأوضح أن ثاني أكسيد التيتانيوم “TiO2” من أكثر المواد الواعدة للتحفيز الضوئي ، وهو مادة غير مكلفة ووفرة ، تستخدم بكثرة في الدهانات ومستحضرات التجميل والخلايا الشمسية. يمتص ثاني أكسيد التيتانيوم الضوء فوق البنفسجي ويولد إلكترونات إيجابية وثقوبًا تتفاعل مع الماء لإنتاج الهيدروجين والأكسجين.
وأوضح بدران أن أهم اكتشاف هو أن “المواد ظلت نشطة في إنتاج الهيدروجين لمدة تصل إلى 300 ساعة في ضوء الشمس ، وهذا يبشر بالخير للعديد من التطبيقات الواعدة” ، وأكد بشكل لا لبس فيه أن “المواد مستقرة وقادرة على التحفيز الضوئي في مخاليط الميثانول “. الماء لفترات طويلة من الزمن.
وأوضح أن صناعة الهيدروجين صناعة تبلغ قيمتها مليارات الدولارات ، وهناك عدد كبير من الشركات مثل النفط والغاز تعمل في هذا المجال ، ومن أكبر المستثمرين فيه ، لذا فإن تغيير الأمر ليس كذلك. سهل أو بسيط. ، لأن محطات الإنتاج كبيرة جدًا.
وكشف عن انتهاء الاختبارات العلمية للانتقال إلى التنفيذ بنجاح ، مبينا أن التجارب انتهت ، لكن الانتقال من المعمل إلى المصنع يتطلب مزيدا من الوقت ، خاصة أنه تجربة جديدة ويتطلب دراسات كثيرة للمصنع المسؤول عن الإنتاج ، من حيث حجم الإنتاج والتخزين والمبيعات.
وأشار إلى أنه من الضروري أن يعرف الشخص العادي أن هناك خطوة بين العلم والصناعة ، حيث أن العلم يصل إلى نتائج كبيرة جدًا ، والتطبيق في الصناعة يستغرق وقتًا طويلاً للتحرك ، مشيرًا إلى أن القضية قد تجاوزت المرحلة. من التجارب إلى التصنيع ، ودخلت مرحلة التنفيذ.
وأضاف أنه حصل على العديد من الجوائز في مجال البحث العلمي ، مشيرا إلى أنه يجب على الإنسان أن يعمل بإخلاص لإنتاج ما يفيد البشرية في مختلف المجالات.
دعوة للعرب والمصريين
كشف الدكتور حسين بدر أنه يعمل حاليا مع أكثر من 20 جامعة حول العالم ، معظمها في أوروبا واليابان وأمريكا ، معربا عن أمله في العمل مع جامعة مصرية أو عربية أو أفريقية لنقل هذا العلم إليها ، في حتى يكون هناك جيل من العلماء يكمل التحقيق ويسير.
وشدد على ضرورة رفع الوعي بأهمية الهيدروجين الأخضر ، حيث لا يعرف الكثير من الناس أي شيء عن الهيدروجين الأخضر ، خاصة أنه أصبح مستخدمًا على نطاق واسع في كثير من دول العالم ، مشيرًا إلى أن هناك 12 ألف سيارة تعمل بالوقود. الهيدروجين الأخضر. في ولاية كاليفورنيا الأمريكية.
وشدد على أن الاحتباس الحراري يتزايد سنويا ، لذا فإن التحول من الطاقة المتولدة من النفط والفحم إلى الطاقة الخضراء والطاقة الشمسية أمر ضروري وحتمي.
وأوضح أن هناك العديد من دول العالم التي تعاني من أزمة الطاقة والكهرباء ، مشيرا إلى أن البنزين والنفط في الولايات المتحدة الأمريكية قد شهدوا زيادة ملحوظة ، حيث تتراجع الموارد العالمية وترتفع الأسعار ، مشيرا إلى أن العمل حاليًا على جعل الهيدروجين الأخضر أرخص من الهيدروجين الأخضر والنفط ، وبالتالي يشهد طلبًا من المواطنين في جميع أنحاء العالم.
وكشف أنه وفريق البحث قد اخترعوا مجموعة من “المواد التي لم تكن موجودة من قبل” ، مشيرًا إلى أن “إحدى هذه العائلة ، وهي” التيتانيوم “، تعمل بشكل جيد جدًا في إنتاج الهيدروجين الأخضر ، وقد تم سيتم تقديم تطبيقات أخرى. الضوء قريبًا “.
وأوضح الدكتور حسين بدر أنه خلال شهر سبتمبر سيكون هناك مؤتمر علمي كبير يشارك فيه فريق البحث الذي يعمل معه وسيجمع كل العاملين في هذا المجال سواء في الصناعة أو البحث ، مبينا أن الاختراع “عائلة المواد” ليس أمرًا بسيطًا ، ولكنه بالأحرى طفرة تحدث مرة كل عشر سنوات ، وتعمل أجيال عديدة من البحث عليها لتوسيع استخداماتها.
البلد
