في الثامن والعشرين من الشهر الجاري، حقق نظام ومنشأة التكامل الحراري للتحليل الكهربائي المباشر لمياه البحر لإنتاج الهيدروجين مع الإنتاج المشترك للعناصر الاستراتيجية، المطوَّر ذاتياً في الصين، تشغيلاً مستقراً متواصلاً تجاوز 1000 ساعة في قاعدة تجريبية بمدينة ريتشاو بمقاطعة شاندونغ. ورأى فريق التفتيش والاستلام المكوَّن من خمسة أكاديميين وخبراء بارزين أن هذا الإنجاز يمثل تجاوزاً صينياً لعقبة تقنية عالمية في الإنتاج المشترك للهيدروجين من مياه البحر والعناصر الاستراتيجية البحرية، ويؤكد تفوق الصين الريادي في هذا المجال التقني.
التكامل الحراري للتحليل الكهربائي المباشر لمياه البحر لإنتاج الهيدروجين هو تقنية متقدمة تتيح استخدام الحرارة الصناعية المهدرة مباشرةً لخفض استهلاك الطاقة في إنتاج الهيدروجين دون الحاجة إلى تحلية مياه البحر. وقد لخّص تانغ بو، رئيس فريق المشروع وأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم، هذه العملية بعبارة واحدة: "ضخّ مياه البحر، واستهلاك الحرارة المهدرة، وإنتاج الهيدروجين والمياه العذبة والعناصر الاستراتيجية، دون استهلاك قطرة واحدة من المياه العذبة طوال العملية."
ووفقاً للبيانات المقدَّمة، تستطيع المنشأة معالجة نحو 800 طن من مياه البحر سنوياً، وإنتاج 260 ألف متر مكعب قياسي من الهيدروجين عالي النقاء سنوياً، ما يعادل خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنحو 460 طناً سنوياً.
فأين تكمن صعوبة إنتاج الهيدروجين من مياه البحر؟ يوضح تانغ بو أن تمرير التيار الكهربائي مباشرةً في مياه البحر يواجه مشكلتين لا مفرّ منهما: الأولى الترسّب، إذ ترتفع القلوية حول الكاثود أثناء التحليل الكهربائي لمياه البحر، فيترسّب أيونا الكالسيوم والمغنيسيوم على شكل قشرة صلبة تلتصق بالأقطاب، أشبه بالترسّبات الكلسية المتراكمة في قاع غلاية الماء التي تزداد سماكةً يوماً بعد يوم، مما يؤدي إلى تعطّل وظيفة الأقطاب؛ والثانية التآكل، إذ تتميز أيونات الكلوريد في مياه البحر بقدرة تآكلية عالية، فإذا بقيت الأقطاب مغمورة في مياه البحر لفترات طويلة تتآكل وتصبح مليئة بالحفر، وقد ينبعث منها غاز الكلور السام إذا لم تُعالَج بشكل صحيح.
يقول تانغ بو: "تم تجاوز المشكلة بوسيلتين." الأولى الاستغلال المتدرّج للحرارة، إذ يُدخِل الفريق الحرارة المهدرة منخفضة الجودة المنبعثة من مصانع الحديد والصلب المجاورة والحرارة المتولدة من عملية التحليل الكهربائي نفسها في دورة النظام لإعادة استخدامها، على غرار الاستعانة بجمر الموقد المتبقي لطهي العصيدة بعد إعداد الخبز المطهو بالبخار دون إشعال نار جديدة. ويوضح أن التحليل الكهربائي لا يزال يعتمد على الكهرباء كقوة دافعة، والحرارة المهدرة لا تحلّ محل الكهرباء، بل تخفض هذا الاستهلاك الكهربائي فعلياً. أما الوسيلة الأخرى فهي الإثراء المتزامن للعناصر الاستراتيجية، أي استخلاص العناصر الاستراتيجية من مياه البحر في الموقع عبر تفاعل ديناميكي متواصل التدفق أثناء ظروف التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين، مما يرفع الموارد الضئيلة التي كانت تُستخرج "كالبحث عن إبرة في كومة قش" إلى تركيزات عالية ذات قيمة استخراج صناعي.
وقال شيوي تونغ ون، أكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم وأستاذ في جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، إن المسار التقني القائم على "استغلال الحرارة المهدرة — إنتاج الهيدروجين من مياه البحر — الإنتاج المشترك للموارد الاستراتيجية" يجعل الحرارة المهدرة من المصانع الساحلية والموارد البحرية مفيدة على حد سواء، ويوفر حلاً تقنياً قابلاً للتطبيق لتنمية الهيدروجين الأخضر البحري بتكلفة منخفضة وعلى نطاق واسع.