بحسب موقع ذا نيكست ويب التقني، يمكن استخدام مادة وافرة في بول الإنسان، لتكون بديلاً للوقود التقليدي. والأمونيا (المشكّلة للبول) مزيج من الهيدروجين والنيتروجين، وهو واحد من المركَّبات الكيميائية التي تطلق الطاقة بسرعة في الاحتراق، ولديه كثافة طاقة عالية من حيث الحجم، ويمكن أن يصلح كوقود
مستقبل السيارات التي تعمل بالبطاريات الكهربائية أمر لا مفر منه. لكن ماذا عن الشاحنات والسفن والطائرات؟ هيدروجين؟ ربما.
ولكن هناك مادة كيميائية أخرى يمكن استخدامها – وهي وفيرة في بولك.
ما هي الأمونيا ولماذا تستخدم لتشغيل المركبات؟
الأمونيا هي مزيج من الهيدروجين والنيتروجين (NH3) ، وهي واحدة من المركبات الكيميائية السائلة القليلة. يطلق بسرعة الطاقة في الاحتراق وله كثافة طاقة عالية من حيث الحجم.
كما أنها تأتي مع مزايا بيئية كبيرة. يعني عدم وجود كربون (C) في NH3 أنه عند الاحتراق ، لا يمكن للأمونيا إطلاق ثاني أكسيد الكربون أو أول أكسيد الكربون أو ملوثات الدفيئة الأخرى.
كيف تتراكم الأمونيا مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى؟
في حين أن البطاريات الكهربائية وخلايا وقود الهيدروجين مقنعة ، فإن الأمونيا توفر كثافة طاقة أعلى. هذا مهم بشكل خاص للنقل المقيّد بشدة بالوزن والحجم ، مثل النقل البري والجوي الشاق.
علاوة على ذلك ، بالمقارنة مع المركبات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين ، فإن المركبات التي تعمل بالأمونيا أخف وزناً وتتجنب مشكلة التخلص التي تعاني منها بطاريات الليثيوم أيون.
الميزة الأخرى للأمونيا هي أن المادة الكيميائية تم استخدامها صناعيًا لأكثر من قرن.
لذلك ، فإن البنية التحتية للتخزين والمناولة والتسليم موجودة بالفعل على مستوى العالم ، مما يجعل الأمونيا وقودًا مثاليًا للنقل بالشاحنات والقاطرات والطيران والشحن لمسافات طويلة.
نعم ، يتحول البول أساسًا إلى أمونيا ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لإنتاج الطاقة. حتى الآن ، كانت أكاديمية بحتة.
في عام 2009 ، أظهر بحث أجراه الدكتور جيراردين بوت كيفية استخدام التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين من بول الإنسان بتكلفة أرخص بكثير من إنتاج الهيدروجين من الماء.
في عام 2017 ، طور باحثون بريطانيون في جامعة غرب إنجلترا ، خلايا الوقود الميكروبية (MFC) ، وهي دوائر كهربائية تحركها ميكروبات مثل البكتيريا التي تتغذى على البول ، مما يخلق إمكانية للروبوتات للتزود بالوقود.
لقد قاموا منذ ذلك الحين بتمديد الخلايا لتزويد الأجهزة المنزلية بالطاقة.
يبحث الباحثون في مختبر أبحاث الجيش الأمريكي في Aberdeen Proving Ground أيضًا في كيفية استخدام البول لتشغيل الأجهزة في المواقع البعيدة ، وكذلك في خلايا الوقود الكبيرة التي تعمل على تشغيل المركبات ، ومن الناحية النظرية – حتى القواعد بأكملها.
إذا كنت تشعر وكأنك تتمتع بقليل من علم المواطن ، فهناك مقاطع فيديو حول تحويل البول إلى سماد للحدائق ، وحتى خلايا وقود ميكروبية.
ومع ذلك ، أثناء تواجد العلماء على متن السفينة ، ما زلنا نرى الاعتماد الكامل للأمونيا في إنتاج الطاقة.
لماذا لم نشهد اعتمادًا أوسع على الأمونيا؟
أدى الافتقار إلى التكنولوجيا القادرة على استخراج الأمونيا بكفاءة في مساحة محدودة إلى عدم استكشافها كناقل للطاقة ..
لكن التقدم التكنولوجي الآن يعزز قابليته للبقاء في قدرات واسعة النطاق.
في العام الماضي ، عرضت جامعة هونغ كونغ للتكنولوجيا أول مركبة كهربائية تعمل بخلايا الوقود تعمل بالأمونيا ، وهي عربة غولف تم تطويرها بالاشتراك مع جامعة أكسفورد.
يتم تخزين الأمونيا داخل أسطوانة في شكلها السائل. يمر عبر “جهاز تكسير” ، يتحلل إلى نيتروجين وهيدروجين بواسطة محفزات طورتها جامعة أكسفورد.
يولد الهيدروجين الكهرباء لتشغيل المركبة ودفعها.
يخطط الباحثون أيضًا لتطوير حافلة صغيرة وطائرة تعمل بالأمونيا.
في الدنمارك ، تقوم شركة MAN Energy Solutions بتطوير محرك أمونيا ثنائي الأشواط مرن للوقود – وتهدف إلى تسليم أول وحدة في عام 2024.
لاعب آخر هو شركة Amogy ، التي تأسست في الولايات المتحدة في عام 2020. تعد الشركة رائدة في مجال حلول طاقة الأمونيا الخالية من الانبعاثات والكثيفة للطاقة. طورت مفاعلًا مدمجًا عالي الكفاءة يعمل على تكسير الأمونيا ويستخدم الهيدروجين لتوليد الطاقة من خلال خلية وقود.
في وقت سابق من هذا الشهر ، قام مفاعل أموجي بتشغيل جرار جون ديري متوسط الحجم بالأمونيا. قامت الشركة بدمج خزان قياسي لتخزين السوائل ووحدات تكسير الأمونيا عالية الكفاءة في نظام خلايا الوقود الهجين ، مما يوفر الطاقة لعدة ساعات.
هذا الأسبوع ، أعلنت Amogy عن جمع 46 مليون دولار من الأموال الإضافية لرفع تمويلها إلى 68 مليون دولار. وتخطط لتطبيق أنظمتها على مقطورة ذات 18 عجلة وسفينة شحن بحرية. هذه مشكلة كبيرة في تحويل الأمونيوم من خارج المختبر إلى حالات استخدام صناعية ملموسة.
لقد مر وقت طويل على التبني التجاري الشامل. ولكن في الوقت الحالي يبدو أنه وقت مثالي لتسريع جهودنا لتطوير أشكال أقل تمثيلاً من الطاقة البديلة.
ماهر حمصي