📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

الألواح الشمسية العادية تحول الضوء إلى كهرباء، أما هنا فالضوء يفكك الماء إلى هيدروجين وأكسجين. الهيدروجين وقود نظيف، لكن العملية بطيئة. لتسريعها، تُضاف مواد مساعدة تمنح الإلكترونات. غالبًا ما يكون الكحول هو هذه المادة، لكن من المؤسف إهداره. في الدراسة الجديدة، لعبت الطحالب الدقيقة دور المساعد — كائنات صغيرة تعيش أصلًا في الماء وتمتص ثاني أكسيد الكربون.

خُلطت الطحالب مع مسحوق أكسيد التيتانيوم (وهو صبغة بيضاء مألوفة من الدهانات ومعجون الأسنان)، والذي يعمل كمحفز ضوئي — يلتقط الضوء ويطلق التفاعل. تحت الضوء، تمنح الطحالب إلكترونات، مما يساعد على تفكيك الماء إلى هيدروجين وأكسجين. الطحالب نفسها تتحلل في هذه العملية، لكنها لا تضيع سدى: منها يُنتج الميثان وأول أكسيد الكربون — وهما مادتان مفيدتان أيضًا. في الظروف المثلى، بلغ إنتاج الهيدروجين 0.99 مليمول لكل غرام في الساعة، ومع إضافة البلاتين كمسرّع — 3.2 مليمول لكل غرام في الساعة. وهذا أكثر بمقدار 13 مرة مقارنة بدون الطحالب.

هذا النهج يحقق هدفين في آن واحد: نحصل على هيدروجين أخضر للطاقة، وفي الوقت نفسه نحول الكتلة الحيوية للطحالب إلى غازات وقود. وأثناء زراعة الطحالب نفسها، تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء، لذا تصبح الدورة أيضًا وسيلة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون. بدلًا من حرق الكحول أو إنفاق مواد كيميائية نقية، نستخدم مادة حية تنمو بنفسها تحت الضوء وتنقي الغلاف الجوي.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.24924

Microalgae are an abundant bioorganic material source and play a significant role in life on Earth by conducting photosynthesis for carbon dioxide (CO2) capture and its conversion to oxygen (O2). In this study, a combination of microalgae as a negative-CO2-emitting sacrificial agent with the traditional photocatalytic water-splitting process using brookite TiO2, as a model photocatalyst, is introduced as a new strategy to maximize green hydrogen (H2) production while converting microalgae to valuable products, like methane (CH4) and carbon monoxide (CO). The process, under optimal conditions, produces up to 0.990 mmol/g.h of H2 without cocatalyst addition and 3.200 mmol/g.h with platinum (Pt) cocatalyst, which is 13 times higher than the production rate without microalgae. The strategy of using microalgae in photocatalysis has high potential in green H2 production, as it not only eliminates valuable hole sacrificial agents, like alcohol, but also produces other useful compounds, like CH4 and CO. Moreover, this sustainable process contributes to CO2 capture and conversion during microalgae cultivation.