Top

أطر معدنية عضوية على المستوى النانوي من أجل طاقة نظيفة

27 ديسمبر 2015 تعليم

البروفيسور محمد الداوودي من قسم العلوم والهندسة الفيزيائية

​​
تمتاز المواد التي طورها باحثو جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية بإمكانية تحسين أبحاث الطاقة الخضراء، بما يشمل البحث عن أنواع وقود أكثر نظافة ووسائل لتخزين أنواع مختلفة من الغازات.
 
وازداد الاهتمام في الأعوام الأخيرة بمجموعة من المواد المُصنّعة، التي تعرف بالأطر المعدنية العضوية (MOFs)، ويمكن معالجة هياكلها المرنة لاستخدامها في العديد من التطبيقات المحددة بدقة.
 
لقد كرّس البروفيسور محمد الداوودي من قسم العلوم والهندسة الفيزيائية مسيرته المهنية لتصميم الأطر المعدنية العضوية وبنائها. ومن الجدير بالذكر أن مركز أبحاث الأغشية والمواد المسامية المتقدمة، الذي يجري أبحاثه فيه، قد بُني خصيصاً لتعزيز تطلعات جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في أن تصبح مركزاً عالمي المستوى لأبحاث القدرة والطاقة المستدامة والنظيفة.
 
وقال الداوودي: "تمثل تكاليف الطاقة اللازمة لفصل وتنقية السلع الصناعية كالغازات والمواد الكيماوية الدقيقة والماء العذب حوالي 15 بالمئة من إنتاج الطاقة العالمي في الوقت الحالي، ومن المتوقع أن يتضاعف الطلب على هذه السلع بمقدار ثلاثة أضعاف بحلول عام 2050. ويتمثل التحدي القائم حالياً في تطوير تقنيات فصل وتنقية فعالة ذات بصمات طاقية أصغر بكثير".
 
وهناك حاجة ملحّة أيضاً لإيجاد طرق لتخزين الغازات، وذلك إما لاستخلاص غاز ثاني أوكسيد الكربون (CO2) من الجو، أو لإتاحة تخزين أنواع وقود أنظف كالهيدروجين والميتان (CH4) لتوليد الطاقة. ويمكن للمواد الصلبة الوظيفية كالأطر المعدنية العضوية أن تردم هذه الفجوة في التقنية.
 
تُصمم الأطر المعدنية العضوية ابتداءً من المستوى الجزيئي فما فوق، وتشبه البناء حسب الطلب بقطع لعبة الليغو من القياس النانوي إلى حد ما. لقد وضع داوودي استراتيجيات تصميم مختلفة استناداً إلى منهجية وحدة البناء الجزيئية، وذلك لتشييد أطر معدنية عضوية.
 
ويأمل بأن يؤدي تحسين العمليات المستخدمة في استحداث الأطر المعدنية العضوية إلى إنتاج مواد سيصار إلى زيادة حجمها واستخدامها على المستوى الصناعي.​