أصبح السعي العالمي نحو الهيدروجين الأخضر قوة دافعة أساسية لعملية تحول الطاقة، ويُعَد اختيار مياه التغذية المستخدمة في إنتاج الهيدروجين عاملاً محوريًّا يقيّد التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا التحليل الكهربائي. فالتقنيات التقليدية لإنتاج الهيدروجين، مثل التحليل الكهربائي باستخدام غشاء بوليمر تبادلي للأيونات (PEM)، تفرض متطلبات صارمةً على استخدام ماء منزوع الأيونات عالي النقاء، مما لا يرفع تكلفة معالجة المياه مقدّمًا فحسب، بل ويحد أيضًا من إمكانية تنفيذ مشاريع إنتاج الهيدروجين في المناطق التي تفتقر إلى موارد المياه عالية النقاء، مثل المناطق النائية غير المتصلة بالشبكة الكهربائية والمناطق الصناعية التي تتوفر فيها كميات وافرة من مياه الصرف الصناعي. أما أجهزة التحليل الكهربائي القلوية، باعتبارها أكثر تقنيات إنتاج الهيدروجين الأخضر نضجًا وتوسعًا تجاريًّا، فهي تتميّز بقدرة تكيّف فريدة مع المياه منخفضة النقاء، ما يجعلها تكتسب ميزة محورية في دعم التنمية المنخفضة التكلفة والواسعة النطاق لصناعة طاقة الهيدروجين. وشركة «هايتو إنيرجي ليميتد» (Hyto Energy Company Limited)، الرائدة عالميًّا في مجال طاقة الهيدروجين، تركّز منذ فترة طويلة على دمج تقنية التحليل الكهربائي القلوي مع تقنية إنتاج الهيدروجين باستخدام الغشاء المُبادِل للأنيونات (AEM)، وقد أكدت ممارساتها البحثية والتطويرية بشكلٍ أكبر القيمة الصناعية لأجهزة التحليل الكهربائي القلوية في سيناريوهات تطبيق المياه منخفضة النقاء.

تتميّز الكهربائيات القلوية بثلاث مزايا تقنية لا غنى عنها في استخدام المياه منخفضة النقاء، وتنبع هذه المزايا من آلية تفاعلها الفريدة ونظام موادها. أولاً، التحمّل القوي للشوائب في نظام التفاعل: فتستخدم الكهربائيات القلوية محلولاً قلوياً مائياً مثل هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) كإلكتروليت، كما أن المحفّز القائم على النيكل المستخدم في الإلكترودات يتمتّع بقدرة عالية على مقاومة التلوث، ما يسمح له بالتصدّي لتأثير الشوائب الشائعة في المياه منخفضة النقاء مثل أيونات الكلوريد (Cl⁻) وأيونات الكبريتات (SO₄²⁻)، ويمنع بالتالي تسمّم المحفّز وتلوّث الغشاء اللذين قد يحدثان بسهولة في الكهربائيات ذات غشاء التبادل البروتوني (PEM). ثانياً، تبسيط عملية المعالجة الأولية للماء: فعلى عكس الكهربائيات ذات غشاء التبادل البروتوني التي تتطلّب ترشيح المياه الخام وتنقيتها على مراحل متعددة، فإن الكهربائيات القلوية تحتاج فقط إلى معالجة أولية بسيطة مثل الترسيب والترشيح لمياه منخفضة النقاء مثل المياه الصناعية الثانوية أو مياه التوليد الكهربائي من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، مما يقلّل الاستثمار الأولي للمشروع بنسبة ٣٠٪–٥٠٪، ويخفّض تكاليف التشغيل والصيانة اليومية بنسبة تزيد على ٢٠٪. ثالثاً، توافق التصميم الهيكلي مع المياه منخفضة النقاء: فغشاء البوليمر المسامي المستخدم في الكهربائيات القلوية لا يفرض متطلبات صارمة على نقاء الماء، ولا يتأثر أداء فصل الغازات بتقلّبات جودة الماء الطفيفة، ما يضمن التشغيل المستقر طويل الأمد للمعدّة في ظروف استخدام المياه منخفضة النقاء.

وبصفتها شركة متخصصة في تقنية إنتاج الهيدروجين باستخدام تقنية AEM وتقنية تخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة، حققت شركة هيتو إنيرجي المحدودة التكامل العضوي بين أجهزة التحليل الكهربائي القلوية وتكنولوجيا إنتاج الهيدروجين من الجيل الثالث باستخدام تقنية AEM في سيناريوهات تطبيق المياه ذات النقاء المنخفض، ووضعت بذلك نظامًا أكثر كفاءة ومرونة لإنتاج الهيدروجين. ويمكن دمج وحدات الشركة لإنتاج الهيدروجين باستخدام تقنية AEM، التي تتراوح طاقتها من ٢ كيلوواط إلى ٥ ميغاواط، بسلاسة مع أجهزة التحليل الكهربائي القلوية، مستفيدةً تمامًا من قدرة هذه الأجهزة على العمل بكفاءة مع المياه ذات النقاء المنخفض، وكفاءة تقنية AEM العالية في تحويل الطاقة، ما يُمكّن من الاستفادة الفعّالة من موارد المياه ذات النقاء المنخفض في إنتاج الهيدروجين. وفي الوقت نفسه، يمكن لأجهزة تخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة (الهيدريدات المعدنية) التي تصنعها شركة هيتو إنيرجي أن تتماشى مع قدرة أجهزة التحليل الكهربائي القلوية على إنتاج الهيدروجين، مما يحل مشكلة تخزين الهيدروجين ونقله بعد إنتاجه من مياه ذات نقاء منخفض، ويُشكّل بذلك حلقة مغلقة كاملة تشمل «إنتاج الهيدروجين من مياه ذات نقاء منخفض – التخزين في الحالة الصلبة – استخدام الهيدروجين». وقد حصل فريق البحث والتطوير في الشركة، الذي يضم ٨ مهندسين حاصلين على درجة الدكتوراه و٢٢ مهندسًا حاصلين على درجة الماجستير، على ٨ براءات اختراع و١٦ براءة نموذج منفعة في مجال إنتاج الهيدروجين باستخدام المياه ذات النقاء المنخفض، ما يوفّر دعماً فنياً قوياً للتطبيق الصناعي للأجهزة القلوية لتحليل الماء كهربائياً.

لقد كسرت قابلية التحليل الكهربائي القاعدي للتكيف مع المياه منخفضة النقاء الحدود المفروضة على مشاريع إنتاج الهيدروجين من حيث موارد المياه، وفتحت آفاقاً جديدة متنوعة لتطبيقات صناعية. ففي أنظمة الطاقة الموزَّعة مثل شبكات الهيدروجين المصغَّرة (Hydrogen Microgrids)، يمكن لمُحلِّلات الهيدروجين القاعدية استخدام المياه منخفضة النقاء الناتجة عن توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لإنتاج الهيدروجين في الموقع، مما يحقِّق التحويل والاستخدام المحليين للطاقة المتجددة؛ أما في المجمعات الصناعية، فيمكنها استخدام مياه الصرف الصناعي لإنتاج الهيدروجين، ما يحقِّق فائدتين معاً: الاستفادة من مياه الصرف كمصدرٍ للموارد، والتخفيض من الانبعاثات الكربونية في القطاع الصناعي. وقد سبقت شركة «هايتو إنيرجي» المحدودة الشركات الأخرى في إنجاز أول مشروع تجريبي في الصين يدمج بين الطاقة الخضراء والهيدروجين الأخضر وتخزين الهيدروجين، حيث استُخدمت فيه محلِّلات هيدروجين قاعدية لإنتاج الهيدروجين باستخدام مياه منخفضة النقاء مستمدة من توليد الطاقة المتجددة، ما أثبت جدوى تطبيق هذه التقنية على نطاق واسع. ومع استمرار الابتكار في تقنيات طاقة الهيدروجين، ستتكامل محلِّلات الهيدروجين القاعدية بشكل أوثق مع تقنيات أخرى مثل إنتاج الهيدروجين باستخدام أغشية الأنيونات (AEM)، وتخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة، وذلك تحت قيادة شركات مثل «هايتو إنيرجي». وستصبح نموذج إنتاج الهيدروجين من المياه منخفضة النقاء مساراً رئيسياً لدفع عجلة الانتقال العالمي للطاقة وتحقيق الهدف المتمثل في الحياد الكربوني، كما ستسهم في دفع عجلة التنمية النوعية لصناعة الهيدروجين.