رئة اصطناعية تحوِّل المياه إلى مصدر نظيف للوقود

لا ريب في أن دخول الماء إلى رئتيك سيجعلك تمر بوقت عصيب جداً، لكن حينما يدخل الماء إلى رئةٍ من نوع جديد طورها باحثون في جامعة ستانفورد ستكون النتيجة غاز الهيدروجين؛ مصدر الطاقة النظيف الذي يمكنه يوماً أن يُشغِّل كل شيء: من سياراتنا إلى هواتفنا النقالة.

وعلى الرغم من أن الجهاز ليس الأول لإنتاج وقود الهيدروجين، فإن تصميمه الفريد قد يشكل الخطوة الأولى على مسار إنتاجه بطريقة فعالة.

ووصف فريق الباحثين آلية عمل الجهاز الجديد، في ورقة بحثية، نشرتها مجلة «جول» يوم الخميس الماضي؛ جاء فيها أن الهواء عند دخوله رئة الإنسان يمر عبر غشاء رقيق، يستخلص الأوكسجين ويرسله إلى مجرى الدم. وإن البنية الفريدة لهذا العضو جعلت تبادل الغاز يحصل بكفاءة عالية. ويمكننا بجمع الهيدروجين والأوكسجين الحصول على الكهرباء، وبخلاف حرق الوقود الأحفوري لن يكون الناتج سوى الماء. لذا ما انفك الباحثون يتطلعون إلى وقود الهيدروجين لعقود، ولكنهم ببساطة لم يجدوا طريقة لإنتاجه بكفاءة وفاعلية عالية. وتعود صعوبة إنتاج الهيدروجين إلى ندرة وجوده وحده في الطبيعة، ما يخلق الحاجة لعزله، من خلال تفكيك الماء إلى أوكسجين وهيدروجين.

وللرئة الجديدة شكل حقيبة مصنوعة من غشاء بلاستيكي سميك، تغطي سطحها الخارجي مسام صغيرة صادّة للماء، بينما تصطف على سطحها الداخلي جسيمات نانوية من الذهب والبلاتين.

وتمكن الباحثون بوضع الحقيبة في الماء وتطبيق جهد كهربائي من إنتاج طاقة بكفاءة أعلى بنسبة 32%، مما لو استعضنا عن الحقيبة بغشاء مسطح. ويرجع الباحثون السبب في ذلك إلى الأداء الأفضل للجهاز الشبيه بالرئة مقارنة بالتصميمات الأخرى لخلايا الوقود، إذ قلل ذلك من الفقاعات التي تتشكل أثناء عملية إنتاج الطاقة وزاد الكفاءة.

وعن آلية عمل الجهاز؛ قال باحث جامعة ستانفورد، يي تسوي، إن «هندسته مهمة»، وفقاً لما نقلته مجلة نيو ساينتست البريطانية.

• صعوبة إنتاج الهيدروجين تعود إلى ندرة وجوده وحده في الطبيعة، ما يخلق الحاجة لعزله من خلال تفكيك الماء إلى أوكسجين وهيدروجين.