يعمل معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة، التابع لجامعة حمد بن خليفة، على تعزيز قدراته في مجال أبحاث التآكل عبر بدء تشغيل مرفق اختبار جديد لفحص تفاعل الهيدروجين مع المعادن.

وسوف يساهم المرفق الجديد، الذي أُنشئ تحت مظلة مركز التآكل التابع للمعهد، في تطوير نماذج تنبؤية قائمة على المعارف السابقة. وستساعد هذه النماذج المؤسسات الصناعية الرئيسية في قطر على مواجهة التحديات المتعلقة بسلامة المواد من أجل تعزيز اقتصاد الهيدروجين.

ويتيح المرفق الجديد لعلماء المعهد إمكانية دراسة تأثير الهيدروجين على الخواص الميكانيكية للمواد بمقاييس أطوال مختلفة، من النانومتر إلى السنتيمتر. ويساهم نشر التقنيات الأكثر تقدمًا في إتاحة إمكانية قياس محتوى الهيدروجين ثم ربطه بالتغيير في الخواص الميكانيكية.

ويتميز الهيدروجين بأنه أصغر ذرة في الكون وأكثرها وفرة. ويسهل الحجم الصغير للذرة إمكانية إدخال المعادن والتحرك في التركيب البلوري للمعدن في درجة الحرارة المحيطة. وينتج عن ذلك التقصف الهيدروجيني، وهو التخصيب الموضعي للهيدروجين في البنية المجهرية المعدنية، وهو ما يؤدي إلى حدوث تكسير غير متوقع وفشل المكونات المعدنية التي تحتك مع الهيدروجين.

ويؤدي التقصف الهيدروجيني، بدوره، إلى حدوث معوقات في عملية الانتقال من الوقود الأحفوري إلى الطاقة المتجددة، لا سيَّما مع تطور منظومة الطاقة، وظهور الهيدروجين كعنصر مهم من عناصر الطاقة.

وقال الدكتور أفروز بارنوش، وهو عالم رئيسي في مركز التآكل والمواد وقائد مشروع الهيدروجين: "نحن نشارك حاليًا في العديد من المشاريع التي تدرس هذا التحدي، بما في ذلك السبائك المُصنَّعة بشكل مضاف والمطبوعة بالتقنيات ثلاثية الأبعاد لاستخدامها في الظروف التي يكون فيها خطر التقصف الهيدروجيني مرتفعًا. ويوفر التصنيع الإضافي إمكانيات للبنية المجهرية المصممة خصيصًا للمعادن لجعلها أكثر مقاومة للتقصف الهيدروجيني. ومع ذلك، فإن إيجاد البنية المجهرية المناسبة واستراتيجيات البناء اللازمة لتنفيذ هذه الهياكل المجهرية المثلى يتطلب عملاً بحثيًا مكثفًا. ولهذا السبب، فإننا نتعاون أيضًا مع أبرز الشركات الصناعية في قطر، وعلى مستوى العالم."

ويلتزم المركز التابع لمعهد قطر لبحوث البيئة والطاقة، منذ إطلاقه في عام 2019، بالمشاركة والعمل عن كثب مع الأطراف المعنية في قطر لتحديد الاحتياجات الصناعية وتقديم الدعم التقني والبحثي في مجال التآكل وهندسة المواد.

وأضافت الدكتورة حنان فرحات، مدير أول في مركز التآكل: "يتمثل نهج المركز في تحويل كل تحدي ناجم عن التآكل إلى مشروع للبحوث والتطوير والابتكار حيث تتحد المعرفة العلمية مع الخبرات الصناعية لتقديم حلول متخصصة وإنتاج المزيد المعارف والعلوم والتكنولوجيا. وقد حازت المواد الخاصة ببرنامج الهيدروجين بالفعل على اهتمام وتمويل من الأطراف المعنية في هذا القطاع. ويُعدُ انتقال الطاقة أمرًا لا مفر منه. وباتت مسألة وجود بنية تحتية آمنة لإنتاج الهيدروجين ونقله وتخزينه شيئًا ضروريًا للإنتاج المستدام." 

بدوره، قال الدكتور مارك فيرميرش، المدير التنفيذي للمعهد: "نحن، في معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة، نعمل على مواجهة التحديات المتعلقة بانتقال الطاقة، على جميع المستويات. ويشكل التآكل مصدر قلق كبير للصناعات الرئيسية في البلاد، ولاستدامة البنية التحتية الحضرية والصناعية، على الرغم من عدم التحدث عنه بشكل كافٍ. ويُعدُ الابتكار التكنولوجي والعلمي أمرًا ضروريًا، وتساهم الجهود الرامية لتعزيز قدراتنا في مجال التآكل عبر إدخال معدات جديدة وموظفين مدربين في تمكيننا من ضمان قدرتنا على تقديم حلول اقتصادية أكثر جدوى وفعالية لدولة قطر وغيرها من الدول."

وبالإضافة إلى أنشطته البحثية، يدعم مركز التآكل التابع للمعهد المؤسسات الصناعية عبر تقديم الاستشارات والخدمات الفنية، بما في ذلك تقييم اللياقة للخدمة، وتقييم مخاطر التآكل، وتحليل السبب الجذري للفشل، وتخطيط إدارة التآكل، وتأهيل مثبطات التآكل، وتقديم المشورة بشأن اختيار المواد.