NATURE | ملخصات الأبحاث

إنتاج هيدروجين منخفض الحرارة من الماء والميثانول 

L Lin et al

Nature (2017) doi:10.1038/nature21672 | Published online | English article

تشكِّل خلايا وقود غشاء البوليمر الإلكتروليتية (PEMFCs) التي تعمل بالهيدروجين إمدادات طاقة بديلة جذابة لمجموعة من التطبيقات، حيث يقدِّم توليد الهيدروجين المطلوب فيها من سائل مستقر طريقةً لضمان تخزين ونقل آمن قبل الاستعمال.  يُعَدّ استخدام الميثانول مثيرًا للاهتمام بشكل خاص في هذا الصدد، لأنه غير مكلف، ويمكنه إعادة تشكيل نفسه مع الماء؛ لإطلاق الهيدروجين بكثافة وزنية عالية، تبلغ 18.8% من حيث الوزن، ولكن إعادة التشكيل التقليدية لبخار الميثانول تعمل عند درجات حرارة عالية نسبيًّا (200-350 درجة مئوية)، وبالتالي فإن التركيز على تطبيقات المركّبات وخلايا PEMFC المحمولة هدف إلى إعادة تشكيل الطور المائي للميثانول (APRM)، حيث تتطلب هذه الطريقة طاقة أقل، ويسمح تصميم الجهاز الأبسط والأكثر تكثيفًا بالاندماج المباشر مع طبقات PEMFC. ومع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى محفز APRM فعال. ويوضح الباحثون كيف مكّن البلاتين (Pt) المنثور ذَرِّيًّا على كربيد الموليبدينوم ألفا (α-MoC) من إنتاج هيدروجين في درجة حرارة منخفضة (190-150 درجة مئوية)، وخالٍ من القاعدة، من خلال APRM، مع متوسط معدل إنتاج يصل إلى 18,046 مول من الهيدروجين لكل مول من البلاتين في الساعة. ويُرْجِع الباحثون هذا الإنتاج الهيدروجيني الاستثنائي - وهو ما يتجاوز بكثير ما ذُكر سابقًا عن محفزات APRM ذات درجات الحرارة المنخفضة - إلى قدرةα-MoC  الفائقة على تحفيز تفكُّك الماء، وإلى حقيقة أن البلاتين وα-MoC يعملان في تضافر؛ لتفعيل الميثانول، ثم إعادة تشكيله.