تُعدّ الكهرباء مستقبل الكيمياء حاليًا، فمع زيادة توافر الطاقة الكهربية من المصادر المُتجدِّدة سيكون من المُمكن في المستقبل إتمام العديد من العمليات الكيميائية باستخدام تيار كهربي، وسيُسهل ذلك استخدام الطرق المُستدامة لتحل محل العمليات الحالية القائمة على الوقود الحفري لتصنيع المُنتجات أو الوقود. وذلك بالرغم أن هذه المُحفزات الكهربية ليست مفهومة حتى الآن، وكل هذا يُمكن تغييره حاليًا بواسطة الطريقة الجديدة التي وضعها باحثون من جامعة “فريدريش-ألكسندر-إيرلانجن-نورنبيرغ (FAU)” ومعهد “هيلمهولتز-إرلانجين-نورنبيرغ للطاقة المتجددة (HI ERN)”.
تُسمى التفاعلات التي تُدار بالكهرباء والتي تُستخدم تقريبًا بالمُحفزات الكهربية، وهي عادةً مواد مُعقّدة للغاية تتكون من عدد كبير من المكونات الكيميائية. ودور هذه المُحفزات الكهربية هو ضمان حدوث التفاعل مع الحفاظ على أي خسارة إلى الحد الأدنى، وبالتالي إهدار أقل قدر ممكن من الطاقة المتجددة المُعقدة في إنتاجها، ويُمكن استخدام هذه الطريقة لإنتاج ناقلات طاقة مُهمة مثل إنتاج الهيدروجين مباشرةً من الماء لتحويل الغازات المُناخية كثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية أساسية قيمة، وفي معظم الحالات لا يتم فهم العمليات الكيميائية الدقيقة بالمُحفزات الكهربية بشكل جيد.
كما إن تحسين فهم هذه الكيمياء المدفوعة بالكهرباء أمر ضروري من ناحية تصنيع المُحفزات لعمليات جديدة بطريقة مستهدفة، ومن ناحية أخرى لتحسين الحياة المحدودة للغاية للمُحفزات نفسها.
وقام باحثون من FAU و HI-ERN ومجموعات شركائهم الدوليين بتطوير طريقة جديدة تُمكِّن من دراسة التفاعلات الكهربية بمزيد من التفصيل في المستقبل، وذلك بالتعاون مع الأستاذ الدكتور كارل مايرهوفر في (HI-ERN)، والفريق العامل بقيادة الأستاذ الدكتور يورغ يبودا أستاذ الكيمياء الفيزيائية في (FAU)، وأثبتوا أنه من الممكن بناء مُحفزات كهربية معقدة بالدقة الذرية واستخدامها لدراسة الآلية الدقيقة للتفاعلات الكهربية المُحفزة، ويتم تجميع المواد الحفازة في ما يسمى “ظروف الفراغ الفائق”، وذلك في غياب تام لجميع المُلّوثات التي غالبًا ما تؤثر على النتائج، وسيُمكن هذا الاختراق العلماء من دراسة عدد كبير من المُحفزات الأخرى باستخدام نفس الاستراتيجية، وبالتالي تحسين فهمنا للكيمياء الكهربية في المستقبل.
وذلك كما ورد في مجلة Nature Materials.
كتابة: ميار محسن
مراجعة : سلفيا أمير
تصميم: عبدالرحمن سعد
تحرير: نهى عمار
