أصبحت المركبات الهجينة أكثر موثوقية وأقل تكلفة بفضل خلية الوقود المبتكرة

ومن المواد المستخدمة في الملابس الرياضية وملابس المشي لمسافات طويلة مادة بلاستيكية ذات موصلية عالية في خلية الوقود وتحسن كفاءتها

أحدث علماء من جامعة موناش في أستراليا ثورة في تصميم خلايا الوقود المستخدمة في أحدث جيل من المركبات الهجينة، وهي ثورة يمكن أن تجعل المركبات أكثر موثوقية وأرخص في التصنيع.

يعتمد هذا الإنجاز، الذي تم نشره في الأول من أغسطس في مجلة Science المرموقة، على تصميم جديد لخلية الوقود حيث يكون الطلاء الفريد من مادة النسيج الثورية Goretex، المستخدمة في الملابس الرياضية وملابس المشي لمسافات طويلة، هو المكون الرئيسي. قام فريق العلماء بتصميم واختبار قطب هوائي، حيث يتم تثبيت طبقة رقيقة بسمك 1 ميكرون (حوالي مائة مرة أرق من شعرة الإنسان) من مادة بلاستيكية عالية التوصيل على سطح النسيج "التنفس". يعمل البلاستيك الموصل كقطب كهربائي لخلية الوقود ومحفز.

يقول الدكتور بيورن وينثر جنسن من الجامعة أنه مثلما أحدثت مادة Goretex ثورة في صناعة الملابس، فإنها ستكون قادرة على فعل الشيء نفسه في صناعة السيارات.

يقول الباحث: "بنفس الطريقة التي تتبخر بها النفايات من هذه المادة لتتيح للمسافرين راحة إضافية وتقليل التعرض لانخفاض حرارة الجسم، فهي تسمح بنقل الأكسجين إلى خلية الوقود وتلامسه مع الطبقة البلاستيكية الموصلة". .

ويدعي باحث آخر في هذا المجال أن هذا الاكتشاف، على ما يبدو، هو أهم تطور في تقنيات خلايا الوقود في العقدين الماضيين. يقول الباحث: "تكمن المزايا التي تعود على صناعة السيارات والسائقين في حقيقة أن التصميم الجديد يلغي الحاجة إلى البلاتين، الذي يستخدم كمحفز وهو اليوم عنصر أساسي في جميع طرق الإنتاج المعروفة".

"إن اعتمادنا على البلاتين، المعدن الثمين، يجعل احتمال استخدام خلايا الوقود في المركبات اليومية غير مرجح على نحو متزايد. "إن تكلفة عنصر البلاتين وحده في خلايا الوقود الموجودة، للمركبات الصغيرة ذات المحرك الكهربائي بقوة مائة كيلووات، أعلى من التكلفة الإجمالية لمحرك البنزين بنفس القوة. كما أن الإنتاج العالمي السنوي من البلاتين لا يكفي إلا لنحو ثلاثة ملايين مركبة بهذه القدرة، أي أقل من خمس كمية المركبات الجديدة التي تنطلق على الطريق كل عام. وتم اختبار خلية الوقود الجديدة للتشغيل المستمر لمدة 1500 ساعة باستخدام الهيدروجين كمصدر وحيد للطاقة.

وتشير البروفيسورة ماريا فورسيث إلى أن فحص الخلية لم يظهر أي علامة على تحلل المادة أو تقليل فعاليتها. وأكدت الاختبارات أيضًا أن معدل إنتاج الأكسجين مماثل لمعدل الأقطاب الكهربائية المصنوعة من البلاتين بنفس الشكل الهندسي وأن الأقطاب الكهربائية الجديدة لا "تسمم" بأول أكسيد الكربون كما هو الحال مع البلاتين.

ويقول: "إن الكميات الصغيرة من أول أكسيد الكربون، التي تتواجد دائما في أنابيب عادم محركات البنزين، تمثل مشكلة حقيقية لخلايا الوقود لأن المحفز البلاتيني يتعرض لـ "تسمم" بطيء يؤدي في النهاية إلى تدمير الخلية بأكملها". الباحث.

"النقطة المهمة هي أن الفريق توصل إلى تصميم بديل لخلية الوقود يكون أكثر اقتصادا وأبسط وأطول أمدا من الخلايا البلاتينية وبنفس الكفاءة."

الرسالة من موقع الجامعة