إن المغنتیت (أو حجر المغناطیس) – حيث يُعتبر مغناطیسیًا بطبيعةِ تركيبته الكيميائية Fe3O4 – معروفٌ بوجوده عند الطیور المهاجرة وبعض الحیوانات الأخرى؛ حیث تسمح لها بمعرفة جهتيّ الشمال والجنوب، وبالتالي التنقلُ في ظروفٍ جویةٍ غائمة أو مظلمة أو تحت الماء. قام فریقٌ من العلماء بالاستفادة من خواص هذا المعدن في التقاط أشعة الشمس المرئیة وتحویلها إلى تیارٍ كهربائي. قد یكون هذا التیارُ مفیدًا لدفع تحلل الماء إلى هیدروجین وأكسجين. قام الفریق بإنشاء هذه المادة عن طریق استبدال ثلث ذرات الحدید بذراتٍ من الكروم.

لماذا هذا مهم؟

في الحقيقة إن تسخیر طاقة الشمس لصُنعِ وقودٍ قابل للاشتعال مثل الهیدروجین والتي لن یكون لها أي انبعاث للكربون، تُمثل طریقًا جذابًا للغایة لخلق مصادر طاقةٍ جديدةٍ نظیفة. بدون وجود بديل للوقود الأحفوري، نحن قد نتسبب بزيادة مضطردة في تراكیز غاز ثاني أُكسید الكربون في الغلاف الجوي والمحیطات وما يترتب عليها من آثارٍ ضارة من تراكم للغازات الدفيئة في الغلاف الجوّي وزيادةٍ لحامضيةِ مياه المحيطات.

الطريقة

من خلال الاستفادة من الدقة التركیبیة والنقاوة والكثافة الموجودة في أفلام الأُكسید المُحضرة بواسطة الحزم الجزیئیة، أظهر الفريق أن المرحلة شبه الموصلة غير عادية، حیث تصل لدرجة حرارةٍ أعلى من حرارة الغرفة فتمتصُّ الضوءَ في الجزء المرئي من الطیف الكهرومغناطیسي للشمس.

تنتج هذي المرحلة تحديدًا عند استبدال ثُلث الحدید الموجود في المغنتیت بالكروم، حيث أظهرت التحقيقات أن أيونات الكروم تأخذ مكان الحديد فقط في الشبكات ثمانية الأسطح محتلّة نصف هذه الأسطح لكن ماذا بعد؟

بعدما حقق المغناطيس المُعدّل كيميائيا المعايير الأساسیة – استقراره في الهواء وقدرته على تحليل الضوء المرئي –  يخطط الباحثون المُضي قُدمًا وإجراء التجارب علیه. سیُوضع المغنتيت المعدل والمُصنع حديثًا على خلیة كهروضوئیة في جوٍ مغلّفٍ بالنيتروجين الجاف حتى يمنعَ تلوث سطح هذه الخلية بالكربون ومن ثَم یُقاس هذا النشاط التحليلي الضوئي لإنتاج كُلٍ من الأكسجین والهیدروجین كما حصل عندما نجحت طاقة الضوء في كسر جزيئات الماء وتحويلها إلى وقودٍ قابل للاستخدام.

ترجمة: ابراهیم سلطان

Twitter: @ibra__0

مراجعة: كوثر المزروعي

Twitter: @kawtherAlmaz

تدقيق: نوف حمدان

Twitter: @violet_Nouf

المصدر:

ScienceDaily