صمّم باحثون من «جامعة خليفة» محفّزات ذكية لإطلاق الهيدروجين المستدام من النفط الحيوي، بالتعاون مع باحثين من جامعة جونز هوبكنز، بهدف دعم التحوّل نحو مستقبلٍ منخفض الانبعاثات الكربونية، وضمّ فريق العمل البروفيسورة لورديس فيغا، والبروفيسورة كيرياكي بوليكرونوبولو، والدكتورة صبا العريقي، والدكتور دانييل باهامون، حيث عملوا على تصميم محفّزات باستخدام النمذجة الحوسبية المتقدمة.
وتمكن الفريق من تحديد مجموعة من المحفّزات ثنائية وثلاثية المعدن، التي تعالج التحديات المزمنة في إنتاج الهيدروجين، مثل تراكم الكربون، وعدم الاستقرار، وانخفاض الانتقائية، وقد نُشرت نتائج البحث في مجلة «نيتشر كوميونيكيشنز» العلمية المختصّة بالعلوم الطبيعية.
ويعد استخدام النيكل على نطاق واسع في إصلاح الهيدروجين بسبب نشاطه وتكلفته المنخفضة، لكن تحدّه قيودٌ رئيسة، فهو يميل إلى تكوين رواسب الكربون (المعروفة باسم التكويك) ويتحلل بمرور الوقت، كما تقدّم المعادن النبيلة مثل البلاديوم والبلاتين، أداءً أفضل، لكنها باهظة الثمن إلى حدٍّ كبير.
واستخدم الفريق البحثي أدوات تصميم حوسبية لفهم التعقيدات وفحص 26 معدناً شائباً محتملاً للعثور على تركيبات تلبي المتطلبات، وقد ظهر النحاس والنيكل كمحفزيْن واعديْن بصورة خاصة، من بين المواد المعدنية المرشحة التي اجتازت الفحص الأولي، حيث أظهرا إنتاجاً قويّاً للهيدروجين وميولاً منخفضة لإنتاج رواسب الكربون، كما استكشف الفريق أنظمة ثلاثية المعادن لتعزيز الأداء، من خلال إضافة معدن ثالث للاستفادة من التفاعلات التآزرية بين الشوائب المشتركة، ما يؤدي إلى الحصول على محفزات ذات طاقة سطح مضبوطة بدقة وقدرة على ربط الهيدروجين ومقاومة رواسب الكربون.