نجح فريق بحثي من قسم الكيمياء في جامعة تايوان الوطنية في تطوير محفز جديد يحقق في الوقت نفسه إنتاج الهيدروجين النظيف وتحلل اليوريا. نُشرت نتائج هذا البحث في مجلة Angewandte Chemie International Edition، وقاده البروفيسور Pi-Tai Chou.

يعتمد المحفز على هيكل مركب من V₄C₃Tₓ MXene وجسيمات نانوية من Cs₂PtCl₆ perovskite، يُصنع عبر تقنية التقاط الواجهة في درجة حرارة الغرفة. تسمح طريقة التحضير هذه بتوزيع جسيمات البيروفسكايت بشكل متساوٍ على سطح MXene، مكونة نظامًا مركبًا مترابطًا بقوة. يظهر المحفز الجديد أداءً ممتازًا في عملية إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي للماء، حيث يحتاج فقط إلى جهد بداية منخفض لإنتاج الهيدروجين بشكل مستقر.

أظهرت البيانات التجريبية أن هذا المحفز المركب يتمتع بكفاءة عالية في تفاعل تطور الهيدروجين الكهربائي (HER)، متفوقًا على بعض المحفزات القائمة على المعادن النبيلة. يوفر طبقة MXene مسارًا لنقل الإلكترونات، بينما تعمل جسيمات البيروفسكايت النانوية كنقاط نشطة تحفيزية. قال رئيس الفريق البروفيسور Pi-Tai Chou: "يظهر هذا البحث أن تصميم المواد الذكي يمكن أن يحول واجهة بسيطة إلى محرك قوي للطاقة النظيفة وإصلاح البيئة. من خلال دمج إنتاج الهيدروجين مع إزالة اليوريا، نكشف استراتيجية لتحويل النفايات إلى قيمة ودفع التنمية التكنولوجية المستدامة."

يظهر المحفز أيضًا قدرة على تحلل اليوريا، مما يمكّنه من معالجة ملوثات اليوريا في مياه الصرف الزراعية والصناعية. عملية أكسدة اليوريا تقلل من استهلاك الطاقة في إنتاج الهيدروجين، محققة إعادة تدوير النفايات. تجعل هذه الخاصية المزدوجة المحفز الجديد ذا إمكانيات تطبيقية كبيرة في إنتاج الطاقة النظيفة ومعالجة التلوث البيئي.

يوفر تطوير هذا المحفز اتجاهًا جديدًا لتقنيات الطاقة المستدامة. من خلال تحسين هيكل المواد وعملية التصنيع، أظهر الفريق البحثي التآزر للمحفزات متعددة الوظائف في تحويل الطاقة وحماية البيئة.