على الرغم من أن المهندسين يعرفون منذ فترة طويلة كيفية إنتاج الهيدروجين باستخدام الطاقة الشمسية، إلا أن هناك طريقة جديدة ستجعل من الممكن القيام بذلك بطريقة أكثر "خضراء"
تم نشر المقال بموافقة مجلة Scientific American Israel وشبكة Ort Israel 23.07.2017
ويستخدم الهيدروجين حاليا لتطوير النفط الخام الثقيل وإنتاج الأمونيا، وهي لبنة أساسية لإنتاج الأسمدة الأساسية للزراعة الحديثة. كما يمكن استخدامه كوقود لإنتاج الطاقة الخضراء، واستخدامه كمكون في خلايا الوقود الصديقة للبيئة في السيارات والشاحنات. ولكن بما أن الهيدروجين يتم إنتاجه في الغالب من الغاز الطبيعي الذي يتم تسخينه بالبخار، وهي عملية تنبعث منها غازات الدفيئة، تنشأ مشاكل بيئية أخرى. ولذلك يحاول العلماء تطوير عملية بديلة تستخدم مصدر الطاقة المتجددة. تم الإبلاغ عن مثل هذا الاختراق مؤخرًا في المقالة والذي نشر في مجلة نيتشر إنيرجي.
يستخدم النهج الجديد جهازًا كهروكيميائيًا ضوئيًا (PEC)، نوع من الخلايا الشمسية التي يمكنها من حيث المبدأ تكسير جزيئات الماء بكفاءة أكبر من الطرق الأخرى. لقد ظل العلماء يحاولون منذ فترة طويلة تصميم جهاز كهروكيميائي ضوئي لن يكون فعالاً فحسب، بل سيكون أيضًا متينًا بدرجة كافية ليكون قابلاً للتطبيق اقتصاديًا. حدث تقدم حقيقي قبل عام ونصف، عندماجون تورنر، عالم كيمياء كهربائية في المختبر الوطني الأمريكي للطاقة المتجددة (المختبر الوطني) ، صمم جهازًا مصنوعًا من طبقتين من مادتين شبه موصلتين: فوسفور الغاليوم والإنديوم (GaInP) وزرنيخيد الغاليوم (الغاليوم). كانت منشأة تيرنر هي المنشأة الأكثر كفاءة في العالم لتحويل الطاقة الشمسية إلى هيدروجين حتى عام 2015. ولكن نظرًا لأن المحلول الحمضي الذي تعرضت له الخلية أثناء التشغيل أدى إلى تدميرها بسرعة، فإن الهيدروجين الذي أنتجته كان مكلفًا للغاية.
في المنشأة الجديدة التي طورتها مجموعة من الباحثين بقيادة الكيميائي جينغ جو أضافت المجموعة من جامعة ولاية سان دييغو طلاءً إلى طبقات أشباه الموصلات يمنع التآكل الحمضي. أدت طبقات الطلاء الواقية هذه إلى إطالة عمر المنشأة ذات الكفاءة التي صممتها شركة Turner بشكل كبير. وجدت اختبارات المتانة أنها احتفظت بنسبة 80% من سعة الجهاز الكهروضوئي الأصلي. إن "اقتصاد الهيدروجين" حيث يستطيع المستهلكون توليد الهيدروجين الخاص بهم لتشغيل سياراتهم أو تبريد وتدفئة منازلهم ليس في الأفق بعد، ولكن هذا الإنجاز الهندسي مع ذلك يجعل رؤية اقتصاد الهيدروجين تبدو أكثر واقعية بعض الشيء.
