كشف بحث جديد من كلية الهندسة بجامعة برينستون أن استخدام مياه الصرف الصحي كبديل للمياه العذبة في إنتاج الهيدروجين يمكن أن يخفض تكاليف معالجة المياه بنسبة تصل إلى 47%.

حالياً، يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر بالتحليل الكهربائي كميات هائلة من المياه فائقة النقاء، والتي تُحضّر عادةً عبر معالجة مياه الصنبور أو المياه الجوفية. تزيد هذه العملية من التكاليف وتفرض ضغطاً كبيراً على إمدادات المياه العذبة.

تعتمد عملية التحليل الكهربائي على تقسيم الماء (H2O) إلى هيدروجين وأكسجين، حيث تنتقل أيونات الهيدروجين (البروتونات) عبر غشاء متخصص من الأنود إلى الكاثود. وعندما حاول فريق برينستون استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة (المستخدمة عادةً للري)، واجهوا عقبة رئيسية؛ حيث تراكمت الأيونات الشائعة فيها (مثل الكالسيوم والمغنيسيوم) على الغشاء، مما أدى إلى انسداده وتدهور أداء الجهاز بسرعة.

وللتغلب على هذه المشكلة، ابتكر الباحثون حلاً بسيطاً وفعالاً يتمثل في تحميض مياه الصرف باستخدام حمض الكبريتيك. يخلق هذا التعديل الكيميائي وسطاً غنياً بالبروتونات (H⁺)، الأكثر نشاطاً من الأيونات فتزاحمها في التفاعل مع الغشاء وتمنعها من التراكم عليه. سمح هذا الحل للجهاز بالعمل بكفاءة لأكثر من 300 ساعة دون تدهور ملحوظ.

تتميز هذه الطريقة أيضاً باستدامتها، حيث يُعاد تدوير الحمض المستخدم داخل النظام. وتشير نتائج الدراسة، المنشورة في مجلة Water Research، إلى أن هذه التقنية تفتح آفاقاً جديدة لاستخدام موارد مائية غير تقليدية لإنتاج الهيدروجين، مما يساهم في الحفاظ على المياه العذبة الثمينة.