تتجه الجهود العالمية نحو تطوير تقنيات إنتاج الهيدروجين النظيف، حيث تُعتبر طرق الانقسام المائي الحراري من أبرز الابتكارات في هذا المجال. هذه التقنية تعتمد على استخدام درجات حرارة مرتفعة، تصل إلى 2000 درجة مئوية، سواء من الطاقة الشمسية المركزة أو من الحرارة الناتجة عن التفاعلات النووية، لإنتاج الهيدروجين والأكسجين من الماء.
آلية العمل
تستخدم عمليات الانقسام المائي الحراري حرارة عالية لدفع سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج الهيدروجين. تتميز هذه العملية بإعادة استخدام المواد الكيميائية المستخدمة ضمن كل دورة، مما يشكل حلقة مغلقة تعتمد فقط على الماء ومنتجاتها، الهيدروجين والأكسجين. يمكن توليد درجات الحرارة العالية بالطرق التالية:
- تسليط الضوء المركز على برج المفاعل بواسطة مرآة متجمعة.
- استغلال الحرارة الناتجة من المفاعلات النووية المتطورة.
تحديات البحث والتطوير
رغم الإمكانات الكبيرة لهذه التقنية، لا تزال هناك تحديات تواجهها في مجال البحث والتطوير بهدف انتاج دورات حرارية قابلة للتطبيق تجاريًا. من أبرز هذه التحديات:
- تحسين كفاءة ومتانة المواد المتفاعلة لدورات الانقسام المائي الحراري.
- تطوير تصميمات مفاعلات فعّالة تتناسب مع درجات الحرارة العالية.
- خفض تكاليف أنظمة المرايا المركزة المستخدمة في الأنظمة الشمسية الحرارية.
الإمكانات المستقبلية
تحظى تقنيات الانقسام المائي الحراري المدفوعة بالطاقة الشمسية والنووية باهتمام واسع، إذ تشير التوجهات الحالية إلى قدرتها على إنتاج الهيدروجين مع انبعاثات غازات دفيئة شبه صفرية. مع استمرار الأبحاث والتطوير، من المأمول أن تساهم هذه التقنية في خلق تحسينات ملحوظة في إنتاج الهيدروجين، مما يمكن أن يؤثر بشكل إيجابي على تكاليف الطاقة ويساهم في انتقال الطاقة النظيفة على مستوى عالمي.
مصادر البيانات
- مصدر الخبر: www.energy.gov
