سرايا - توصل فريق من الباحثين إلى اكتشاف قد يُحدث تحولاً في مستقبل تقنيات الطاقة النظيفة، بعدما كشف عن قاعدة علمية جديدة لتصميم المحفزات الكيميائية، يمكن أن تمهد الطريق لإنتاج خلايا وقود هيدروجينية أقل تكلفة وأكثر كفاءة، مع تقليل الاعتماد على المعادن الثمينة مثل البلاتين.
وتوصل إلى هذه النتائج باحثون من جامعة توهوكو اليابانية، في دراسة نشرتها مجلة Angewandte Chemie International Edition، حيث كشفت أن المحفزات ثنائية الذرات تعمل وفق آلية مختلفة تماماً عما كان يعتقده العلماء على مدى عقود.
اعتمد العلماء لعقود على مبدأ يعرف باسم "قمة ساباتييه" والذي يفترض أن لكل محفز نقطة مثالية واحدة يحقق عندها أعلى أداء.
لكن الدراسة الجديدة أظهرت أن هذا المفهوم لا ينطبق على المحفزات ثنائية الذرات، وهي مواد تتكون من ذرتين تعملان معاً لتحفيز التفاعلات الكيميائية.
واكتشف الباحثون أن هذه المحفزات تمتلك نقطتي أداء مثاليتين بدلاً من نقطة واحدة، وهو ما أطلقوا عليه اسم "القمتان المزدوجتان لساباتييه"، في اكتشاف قد يغيّر أساليب تصميم المحفزات مستقبلاً.
تُعد خلايا الوقود الهيدروجينية من أبرز التقنيات المرشحة لدعم التحول نحو اقتصاد منخفض الانبعاثات، إذ تولد الكهرباء من الهيدروجين مع انبعاث بخار الماء فقط.
لكن انتشارها لا يزال محدوداً بسبب اعتمادها على معادن نادرة وباهظة الثمن، أبرزها البلاتين، الذي يستخدم لتسريع تفاعل اختزال الأكسجين، وهو التفاعل الأساسي المسؤول عن كفاءة خلايا الوقود.
ولذلك يسعى العلماء منذ سنوات إلى تطوير محفزات أرخص وأكثر استدامة تحافظ على الأداء العالي دون الحاجة إلى المعادن الثمينة.
تجارب سابقة
ورغم أن التجارب السابقة أظهرت أن المحفزات ثنائية الذرات غالباً ما تتفوق على المحفزات أحادية الذرة، فإن السبب العلمي وراء ذلك ظل لغزاً.
ولحل هذا اللغز، حلل الباحثون بيانات أكثر من 200 محفز ثنائي الذرات باستخدام مزيج من: المحاكاة الحاسوبية المتقدمة، النماذج الحركية الكيميائية، تقنيات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي.
وأظهرت النتائج أن المحفزات ثنائية الذرات تعتمد على مسار تفاعل مختلف تماماً عن المحفزات التقليدية، وهو ما يمنحها كفاءة أعلى في تسريع التفاعلات الكيميائية.
لم يقتصر دور الذكاء الاصطناعي في الدراسة على تحليل البيانات، بل ساعد أيضاً في اكتشاف القاعدة العلمية الجديدة.
واستخدم الفريق نماذج تعلم آلي قادرة على تفسير النتائج، وليس مجرد التنبؤ بها، ما أتاح بناء إطار علمي يمكنه التعرف بسرعة على أفضل التركيبات الكيميائية لتصميم محفزات أكثر كفاءة.
وقال البروفيسور هاو لي، الأستاذ المتميز في معهد البحوث المتقدمة للمواد بجامعة توهوكو أن هذا الاكتشاف يغير الطريقة التي نفكر بها في تصميم المحفزات. فقد افترض الباحثون طويلاً أن المحفزات ثنائية الذرات تخضع للقواعد نفسها التي تحكم المحفزات أحادية الذرة، لكن نتائجنا أثبتت أن تعاون ذرتين معاً يخلق آليات جديدة تماماً، ويفتح آفاقاً واسعة لتطوير مواد أكثر كفاءة لتقنيات الطاقة النظيفة."
دور متنام
ويرى الباحثون أن أهمية الاكتشاف لا تقتصر على تطوير خلايا الوقود الهيدروجينية، بل تمتد إلى مجالات أخرى تشمل: إنتاج الهيدروجين النظيف، تخزين الطاقة، الصناعات الكيميائية، تطوير تقنيات تحويل الطاقة منخفضة الانبعاثات.
كما يبرز البحث الدور المتنامي للذكاء الاصطناعي في تسريع الاكتشافات العلمية، عبر الكشف عن أنماط وقواعد يصعب ملاحظتها بالطرق التقليدية.
محفزات جديدة
ويعمل الفريق حالياً على توسيع نطاق أبحاثه لتشمل محفزات أكثر تعقيداً تحتوي على عدة معادن، إلى جانب تطوير منصة رقمية تعتمد على الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والمحاكاة الكهروكيميائية لتصميم محفزات جديدة بصورة شبه ذاتية.
ويأمل الباحثون أن تسهم هذه المنصة في تقليص الوقت اللازم لاكتشاف مواد جديدة من سنوات إلى أشهر أو حتى أسابيع، ما قد يسرع تطوير الجيل المقبل من تقنيات الطاقة المستدامة، ويقرب العالم خطوة إضافية نحو مستقبل يعتمد على مصادر طاقة أكثر نظافة وكفاءة.
قاعدة علمية جديدة تقلب الموازين .. الوقود على أعتاب عصر أكثر كفاءة وأقل تكلفة
منذ 3 شهور
المشاهدات :
162501
إقرأ ايضاَ
وسوم:
شارك المقال:
الأكثر قراءة
01
الأردن اليوم
مطعم في عمان يصطف العشرات أمامه يوميا فجرا .. ما سر مطعم العقيلي بوسط البلد .. شاهد
منذ 4 أيام
02
03
ملفات ساخنة
جرش تستيقظ على فاجعة .. 3 من خيرة شباب البلدة يرحلون بحادث سير على طريق العقبة
منذ 5 أيام
04
05
الأردن اليوم
"عمري 75 سنة وأتحدث 4 لغات" .. محمد المساعيد يروي حكاية سنوات طويلة من العمل والكفاح - فيديو
منذ 4 أيام
آخر الأخبار
سيارات
تشغيل أضواء السيارة قبل المحرك .. هل يؤثر فعلًا على البطارية
منذ 23 ساعة
سيارات
هل تغلق تكييف سيارتك طوال الشتاء؟ .. تشغيله يحافظ على كفاءته ويمنع ضباب الزجاج
منذ 23 ساعة
سيارات
خطوط زجاج السيارة الخلفي .. سر لا تراه العين
منذ 2 يوم
سيارات
تعطلت الفرامل أثناء القيادة .. 6 خطوات تساعدك على إيقاف السيارة بأمان
منذ 3 أيام
سيارات
كم مرة يجب فحص ميزان الإطارات
منذ 5 أيام
أخبار فنية
فن
تحويل سلسلة Fast & Furious لمسلسل تليفزيونى على Peacock ..
منذ 5 ساعات
فن
درة تحتفل بعيد ميلاد زوجها: ممتنة لأننى أخوض هذه الرحلة معك
منذ 5 ساعات
فن
وفاة المغنية ساس جوردان عن عمر 65 عاما
منذ 5 ساعات
فن
لبنان .. إخلاء سبيل "دكتور فود" في ملف زوجته وترقب مثوله أمام الجنايات بقضية مخدرات
منذ 6 ساعات
فن
كيف مهّدت السعودية لعودة فضل شاكر من جديد للقاء جمهوره
منذ 9 ساعات
أخبار رياضية
رياضة
المنتخب الأولمبي يختتم معسكره التدريبي في تونس
منذ 5 ساعات
رياضة
ختام الألعاب الآسيوية 2026 بعد مشاركة قياسية
منذ 5 ساعات
رياضة
كافان سوليفان يهز شباك المكسيك بهدف رائع ويدخل تاريخ المنتخب الأمريكي
منذ 5 ساعات
رياضة
استبعاد 12 لاعبًا من معسكر فنزويلا قبل مباراة النشامى
منذ 7 ساعات
رياضة
هدافو منتخب البرتغال الحاليون بعد كريستيانو رونالدو
منذ 10 ساعات
منوعات من العالم
منوعات من العالم
اقترانات وشهب والقمر بدر .. الظواهر الفلكية المرتقبة خلال شهر أكتوبر بالتواريخ
منذ 5 ساعات
منوعات من العالم
محاكمة قتلة المؤثرة الصينية في هونغ كونغ آبي تشوي بعد العثور على رأسها يغلي في قدر
منذ 5 ساعات
منوعات من العالم
ماكدونالدز تستخدم الذكاء الاصطناعي لتحديد سعر وجبة بيغ ماك
منذ 7 ساعات
منوعات من العالم
لماذا يسبب ركوب السيارات الكهربائية الغثيان والدوار للركاب؟
منذ 10 ساعات
منوعات من العالم
بيل غيتس يكشف عن أكثر شيء أذهله في الذكاء الاصطناعي
منذ 12 ساعة
الرجاء الانتظار ...
التعليقات