ربما يكون لعنصر المنغنيز مساهمة مهمة في طريق الاستكشاف نحو التنمية المستدامة للأرض. نشر باحثون من Yale University وUniversity of Missouri دراسة جديدة في مجلة Chem، تكشف عن الدور الحاسم لمحفز كيميائي يحتوي على المنغنيز في تحويل ثاني أكسيد الكربون. يمكن لهذا المحفز تحويل ثاني أكسيد الكربون بكفاءة عالية إلى فورمات، مما يوفر مصدرًا مهمًا للهيدروجين للجيل القادم من خلايا الوقود. قاد الدراسة Justin Vedder، باحث ما بعد الدكتوراه في Yale University، وKeller Virtu، مساعد باحث دراسات عليا في University of Missouri، والمؤلفون الرئيسيون هم Nilay Hazari، أستاذ في Yale University، وWesley Bernskoetter، أستاذ في University of Missouri.

على الرغم من الآفاق الواسعة لتقنية خلايا وقود الهيدروجين، إلا أن طرق إنتاج وتخزين الهيدروجين الاقتصادية والفعالة لا تزال تشكل تحديًا. يشير الأستاذ Hazari: "استخدام ثاني أكسيد الكربون هو التركيز الحالي، ونحن نبحث عن مواد كيميائية متجددة بديلة عن الوقود الأحفوري." الفورمات، كشكل بروتوني للحمض الفورمي، هو مادة كيميائية صناعية شائعة، وإذا تم إنتاجه بشكل مستدام، فقد يصبح مصدرًا مهمًا للهيدروجين في خلايا الوقود. ومع ذلك، فإن الإنتاج الصناعي الحالي للفورمات يعتمد على الوقود الأحفوري، وهو ليس حلاً طويل الأمد. يقترح الباحثون استخدام ثاني أكسيد الكربون الجوي لإنتاج الفورمات، مما يزيل غاز الدفيئة ويحوله إلى منتج مفيد في الوقت نفسه.

لتحقيق هذا الهدف، يُعد المحفز مفتاحًا. المحفزات الفعالة التقليدية تعتمد غالبًا على المعادن النبيلة، وهي مكلفة ومحدودة المخزون. أما المحفزات القائمة على معادن رخيصة ووفيرة، فتكون كفاءتها منخفضة وسهلة التحلل. اقترح فريق Hazari طريقة جديدة لتثبيت محفز قائم على المنغنيز من خلال تصميم اللاندات، مما يطيل عمر المحفز بشكل كبير، ويتفوق كفاءته على معظم المحفزات القائمة على المعادن النبيلة. يقول Vedder: "تصميم اللاندات حقق نتائج مذهلة ومثيرة." لا تقتصر هذه الطريقة على تحويل ثاني أكسيد الكربون، بل يمكن تطبيقها على نطاق واسع في تحويلات تحفيزية أخرى. كما شارك Brandon Mercado وNicole Picket من Yale University كمؤلفين مشاركين في الدراسة.