بقلم بيساخ بنسون • 7 يوليو 2025
القدس، 7 يوليو 2025 (TPS-IL) — مراجعة علمية دولية كبرى بقيادة باحثين من التخنيون تقدم وضوحاً طال انتظاره لمستقبل الهيدروجين الأخضر، مقدمةً طريقة رائدة قد تفتح الباب لإنتاج الهيدروجين قابل للتوسع حقاً وفعال من حيث التكلفة ومتوافق مع الطاقة المتجددة.
الهيدروجين الأخضر هو وقود نظيف يُصنع باستخدام الطاقة المتجددة – مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح – لفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين في عملية تُعرف بالتحليل الكهربائي. لا يزال إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلفاً، لكن التقنيات الجديدة تحاول خفض التكلفة.
نُشرت الورقة البحثية للتخنيون في مجلة Nature Reviews Clean Technology التي تخضع لمراجعة الأقران، وتجمع لأول مرة المعرفة العالمية حول عملية تسمى DWE – التحليل الكهربائي المنفصل للماء – وتضع خارطة طريق عملية لتنفيذها تجارياً. يضم المؤلفون المشاركون في المراجعة باحثين من جامعة غلاسكو، والجامعة التقنية في الدنمارك، ومعهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية في ألمانيا، وشركة H2Pro نفسها.
تمثل المراجعة الفحص الأكثر شمولاً حتى الآن للإمكانات التكنولوجية لـ DWE، والتحديات التقنية، وجاهزيتها للتوسع. وتسلط الضوء على كيف يمكن لـ DWE التغلب على القيود الرئيسية للتحليل الكهربائي التقليدي وأن تكون حجر الزاوية في التحول إلى الطاقة المتجددة. على عكس التحليل الكهربائي القياسي، الذي يستخدم غشاءً وإنتاجاً متزامناً للغاز، تفصل DWE إنتاج الهيدروجين والأكسجين إلى أوقات أو حجرات مختلفة – مما يلغي الحاجة إلى أغشية مكلفة وعرضة للفشل ويوفر كفاءة وسلامة ومرونة أكبر لمصادر الطاقة المتقطعة.
وقال البروفيسور أفنر روتشيلد من كلية علوم وهندسة المواد، الذي قاد البحث: “بمجرد أن يصبح إنتاج الهيدروجين ممكناً على نطاق تجاري وبأسعار تنافسية، سيحل الهيدروجين الأخضر محل جزء كبير من الوقود الذي نستخدمه حالياً في قطاعات النقل الثقيل والصناعة”. وأضاف: “أعتقد أن DWE تقدم أخباراً جديدة في القدرة على إنتاج الهيدروجين الأخضر من مصادر متجددة”.
طور فريق البحث في التخنيون – بما في ذلك البروفيسور غيدي غرادر والدكتور تشين دوتان والدكتورة أفيعائيل لاندمن – متغيراً رئيسياً من DWE في عام 2015، باستخدام أقطاب كهربائية تعتمد على النيكل. أدى هذا العمل إلى براءة اختراع، وفي النهاية، تأسيس شركة ناشئة إسرائيلية تُدعى H2Pro في عام 2019. ومنذ ذلك الحين، تولت الشركة الريادة في طرح DWE في السوق، وهي الآن تستعد لتركيب أول نظام DWE تجاري على مستوى العالم. ويمثل هذا أول تأكيد علني لنشر حقيقي للتكنولوجيا، مما ينقل المجال من البحث على نطاق المختبر إلى التطبيق الصناعي.
وأوضح روتشيلد: “هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها استراتيجية موحدة وخاضعة لمراجعة الأقران لتوسيع نطاق DWE من إعدادات المختبرات التي تنتج مليغرامات في اليوم إلى أنظمة تنتج أطناناً من الهيدروجين يومياً”. وتقدر المراجعة أن هناك حاجة إلى حوالي مليون وحدة من هذا القبيل على مستوى العالم لتلبية الطلب – أو أكثر، مع نمو سوق الهيدروجين. وعلى عكس الأنظمة الحالية، فإن DWE متوافقة بطبيعتها مع مصادر الطاقة المتقلبة مثل الطاقة الشمسية والرياح، وتعمل بشكل كبير مثل نظام التحليل الكهربائي مع بطارية داخلية لتخفيف تقلبات الطاقة.
يمهد الاختراق الذي قاده التخنيون في التحليل الكهربائي المنفصل للماء (DWE) الطريق لإنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع وبأسعار معقولة باستخدام الطاقة المتجددة. وهذا يتيح حلول وقود عملية وخالية من الانبعاثات للنقل الثقيل – مثل الشاحنات والسفن والطائرات – ويوفر مصدراً للطاقة النظيفة للصناعات عالية التلوث مثل صناعة الصلب وإنتاج الأسمدة.
يمكن لأنظمة DWE أيضاً أن تعمل كمخزن للطاقة، مما يخفف من تقلبات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ويساعد على استقرار شبكات الكهرباء. من خلال إلغاء الحاجة إلى أغشية مكلفة والسماح بإنتاج الهيدروجين بأمان وكفاءة أكبر، تدعم DWE إنشاء بنية تحتية عالمية للهيدروجين الأخضر – مما يعزز أمن الطاقة، ويقلل من انبعاثات الكربون، ويسرع التحول إلى اقتصاد طاقة مستدام.
مع تقييم سوق الهيدروجين الحالي بـ 250 مليار دولار سنوياً، فإن الانتقال إلى إنتاج الهيدروجين الأخضر القابل للتطبيق تجارياً يمكن أن يضاعف حجمه أكثر من الضعف في غضون عقد من الزمان. وأشار روتشيلد: “من المتوقع أن يشكل الهيدروجين الأخضر حوالي 10٪ من سوق الطاقة الإجمالي في المستقبل”. وأضاف: “كما قال داروين، في التطور ليس الأقوى هو الذي يبقى بل الأكثر تكيفاً. تمثل DWE هذا التكيف – طريقة إنتاج هيدروجين مصممة لمستقبل متجدد”.
