الهيدروجين من اليوريا: طاقة نظيفة من النفايات

• د. مازن إسماعيل محمد

إنتاج الهيدروجين من اليوريا يمثل خطوة متقدمة في مجال الطاقة المستدامة، حيث يمكن استخلاص اليوريا من البول أو المياه العادمة واستخدامها كمصدر منخفض التكلفة لإنتاج الهيدروجين الأخضر. تمكن الباحثون من تطوير محفزات تعتمد على النحاس والبلاتين، مما يقلل استهلاك الكهرباء بنسبة 27% مقارنة بالتحليل الكهربائي التقليدي للمياه، كما أن هذه التقنية تتجنب إطلاق النترات والنتريتات السامة، مما يجعلها أكثر ملاءمة للبيئة. في دراسة أخرى، تم تطوير محفزات تعتمد على النيكل والكوبالت لتحفيز أكسدة اليوريا، مما يعزز كفاءة الإنتاج ويجعل الهيدروجين أكثر قابلية للتخزين والاستخدام عند الحاجة.

إنتاج الهيدروجين من اليوريا يوفر تطبيقات عملية متعددة، مثل تخزين الهيدروجين وإنتاجه عند الطلب، حيث يمكن استخدام اليوريا كوسيلة لتخزين الهيدروجين بطريقة آمنة وسهلة النقل. كما يمكن تشغيل خلايا الوقود الهيدروجينية باستخدام الهيدروجين المستخرج من اليوريا، مما يوفر طاقة نظيفة للمركبات الكهربائية والصناعات المختلفة. يمكن دمج هذه التقنية مع أنظمة معالجة المياه العادمة، مما يساهم في تحويل النفايات إلى مورد طاقة مفيد ويساعد في تقليل التلوث البيئي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الهيدروجين المنتج في عمليات صناعية مثل تصنيع الأمونيا والمواد الكيميائية، مما يقلل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية التي تتطلب استهلاكًا عاليًا للكهرباء.

الفوائد البيئية لهذه التقنية تشمل تقليل استهلاك المياه العذبة، حيث يعتمد التحليل الكهربائي التقليدي للهيدروجين على الماء النقي، بينما تتيح هذه التقنية استخدام المياه العادمة كمصدر بديل، مما يحافظ على الموارد المائية. كما أنها تساهم في خفض الانبعاثات الكربونية عبر توفير طريقة أكثر استدامة لإنتاج الهيدروجين مقارنة بالطرق القائمة على الوقود الأحفوري. إعادة تدوير النفايات من خلال استخراج اليوريا من مياه الصرف الصحي يوفر وسيلة فعالة للاستفادة من الفضلات وتحويلها إلى مورد نافع، كما أن هذه التقنية تتجنب إنتاج النترات الضارة، مما يحسن جودة المياه ويحمي البيئة المحيطة.

إنتاج الهيدروجين بشكل عام يوفر مصدر طاقة نظيفًا لا ينتج عنه سوى الماء عند استخدامه في خلايا الوقود، مما يجعله خيارًا مثاليًا للحد من التلوث البيئي. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الهيدروجين بكفاءة عالية في تخزين الطاقة، حيث يمكن استخدامه لتخزين الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح، مما يساعد في تحقيق استقرار الشبكات الكهربائية. كما يدخل الهيدروجين في تطبيقات صناعية متعددة، مثل إنتاج الأمونيا والمواد الكيميائية وتكرير النفط والصلب، مما يعزز من كفاءة الإنتاج الصناعي. يمكن أيضًا أن يكون الهيدروجين بديلًا مستدامًا للوقود الأحفوري، مما يقلل من انبعاثات الكربون ويساهم في جهود مكافحة تغير المناخ.

إنتاج الهيدروجين من اليوريا يمثل فرصة قوية للتقدم في مجال الطاقة النظيفة، حيث يتيح حلولًا عملية واقتصادية تعزز من كفاءة الإنتاج وتقلل التلوث البيئي، خاصة في المناطق التي تعاني من نقص المياه العذبة. مع استمرار التطورات في هذا المجال، من المتوقع أن يكون لهذه التقنية دور رئيسي في استراتيجيات الطاقة المستقبلية.