ثورة في الطاقة: مستقبل تكنولوجيا خلايا وقود الهيدروجين

• زيادة الطلب العالمي وجهود إزالة الكربون: من المتوقع أن يرتفع الطلب العالمي على الهيدروجين بشكل كبير، ومن المحتمل أن يزيد أربع إلى سبع مرات ليصل إلى 500-800 مليون طن بحلول عام 2050. وترجع هذه الزيادة إلى حد كبير إلى الحاجة إلى إزالة الكربون في مختلف القطاعات، بما في ذلك النقل والصناعة. 
• تطوير الهيدروجين الأخضر: لقد مهد ظهور طاقة الرياح والطاقة الشمسية منخفضة التكلفة الطريق أمام إدخال "الهيدروجين الأخضر" من مصادر مائية. وتضع دول مثل الهند الأساس لصناعة الهيدروجين الأخضر المحلية، بهدف أن تصبح مركزا عالميا لإنتاج واستخدام وتصدير الهيدروجين الأخضر ومشتقاته. 
• التنفيذ في النقل العام: تكتسب الحافلات الكهربائية التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين قوة جذب، مع تنفيذ برامج تجريبية في مناطق مختلفة. تعد هذه البرامج جزءًا من خطط أكبر لاعتماد مركبات خالية من الانبعاثات في وسائل النقل العام، مما يوفر بديلاً لحافلات الديزل التقليدية ومعالجة التحديات المرتبطة بتوسيع نطاق البنية التحتية للحافلات الكهربائية التي تعمل بالبطارية. 
• التقدم في تكنولوجيا المحفز: يتضمن تصميم خلايا وقود الهيدروجين طبقات محفزة تعتبر ضرورية لاختزال الأكسجين وتفاعلات أكسدة الهيدروجين. تعتبر التطورات الأخيرة في تكنولوجيا المحفزات أساسية لتقليل تكاليف خلايا الوقود، وتحسين المتانة، وزيادة المتانة لمجموعة من ظروف التشغيل. تعتبر هذه التطورات مهمة لتسويق الطاقة الكهربائية النظيفة على نطاق واسع. 
• انخفاض في استخدام البلاتين: البلاتين، وهو معدن ثمين باهظ الثمن، يشكل جزءا كبيرا من تكاليف خلايا الوقود. تُبذل الجهود لتقليل محتوى البلاتين في خلايا الوقود، حيث حققت بعض الابتكارات استخدامًا أقل للبلاتين بنسبة تصل إلى 80%. يعد هذا التخفيض أمرًا بالغ الأهمية لاعتماد خلايا الوقود على نطاق واسع. 
• تصاميم طبقة محفزة جديدة: تم تطوير تصميمات جديدة لطبقة المحفز للتغلب على تحديات استقرار السبائك في بيئة خلايا الوقود. وقد أظهرت هذه التصاميم تحسنًا كبيرًا في المتانة والأداء، وهو أمر بالغ الأهمية لاستمرارية خلايا الوقود على المدى الطويل. 
• البحث المستمر لتحسين الأداء: يتم إجراء أبحاث مستمرة لزيادة تقليل محتوى البلاتين وتحسين أداء خلايا الوقود. تُظهر بعض تصميمات المحفزات من الجيل التالي نتائج واعدة، حيث توفر نشاطًا أعلى بكثير من المحفزات البلاتينية التقليدية. 
• الجهود المبذولة لخفض تكاليف خلايا الوقود: تركز الأبحاث الأساسية، مثل تلك التي أجراها مختبر التسريع الوطني SLAC وجامعة ستانفورد، على تقليل تكلفة خلايا الوقود. يتضمن أحد الأساليب استبدال معادن المجموعة البلاتينية باهظة الثمن جزئيًا ببدائل أرخص مثل الفضة. يعد هذا البحث أمرًا بالغ الأهمية لجعل خلايا الوقود خيارًا قابلاً للتطبيق لوسائل النقل الثقيلة وتخزين الطاقة النظيفة. 

وتشير هذه التطورات إلى وجود مجال قوي وديناميكي، مهيأ للعب دور مهم في التحول العالمي نحو حلول الطاقة النظيفة والمستدامة.