يوجد العديد من أنواع الوقود المختلفة والتي تؤثر على البيئة وتتسبب في العديد والكثير من أنواع التلوث المختلفة للإنسان كما تؤثر على النبات والحيوان أ وتعمل على الاحتباس الحراري لذلك قد ظهر غاز الهيدروجين يستخدم كوقود، فيما يلي سنقدم لكم معلومة ثقافية عن عيوب ومميزات استخدام غاز الهيدروجين كوقود.
غاز الهيدروجين
يتكون الهيدروجين من بروتين واحد وإلكترون واحد لذلك يعتبر أنه من أبسط العناصر الموجودة وأكثرهم توفر في الكون بصفة عامة.
كما لا يوجد بصورة منفردة مثل أي غاز آخر ولكنه يقترن ويتحد مع بعض العناصر الأخرى مثل مزيج الماء.
ولفصله نقوم بعملية التحليل الكهربائي ويتواجد بكثرة في المركبات العضوية مثل بعض أنواع الوقود المختلفة الغاز الطبيعي والبنزين والبروبان والميثانول كما يمكن القيام بفصل الهيدروجين عن الهيدروكربونات وذلك من خلال عملية الإصلاح التحفيزي.
استخدام الهيدروجين كوقود
يعتبر استخدام الهيدروجين السائل في القرن الماضي حيث قامت وكالة ناسا التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية.
وذلك باستخدام الهيدروجين ليعمل على دفع ومساعدة الصاروخ والمكوك إلى مدارتها حيث تعمل خلايا الوقود على القيام بتشغيل النظام الكهربائي الخاص بالمكوك.
طاقة الهيدروجين
الهيدروجين يعد أنه ليس من مصادر الطاقة ولكنه من العناصر الرئيسية التي تحمي وتحافظ عليها.
كما يعتبر وقود الهيدروجين فعال وأمن للغاية فهو مصدر ووسيلة لتخزين ونقل الطاقة ويعتبر أكثر بثلاثة أضعاف من البنزين وكفاءته عالية.
خلية الوقود
تعتبر هذه العملية التي تسمي خلية الوقود هي أحد الطرق الفعالة للحصول على وقود الهيدروجين ويتم من خلالها تحويل الطاقة الكيمائية إلى طاقة كهربائية.
حيث يتم اندماج الأكسجين والهيدروجين سويا في تفاعل كهروكيميائية ومن خلال تلك العملية ينتج حرارة وماء وكهرباء والتي تمثل لخلايا الوقود مصادر للكهرباء والحرارة في المنازل والمباني بشكل عام ويعتبر من مصادر الطاقة للسيارات الكهربائية
كيفية إنتاج الهيدروجين
إنتاج الهيدروجين من خلال عمليات مختلفة ومتنوعة ومنها العمليات الحديثة والتي تعمل بالطاقة البيولوجية والشمسية والتحليل الكهربائي للماء.
وتعتبر تلك العملية منتشرة بكثرة وهي الإصلاح التحفيزي للغاز الطبيعي
الطاقة الشمسية
لاستخراج الهيدروجين عدة عمليات منها الطاقة الشمسية والطاقة الكهروضوئية والعمليات الضوئية والكيميائية.
حيث يتم استخدام النشاط الضوئي لإنتاج الهيدروجين من خلال البكتريا والطحالب الخضراء الموجودة في البحار والمحيطات.
ومن خلال القيام بفصل عنصر الأكسجين عن الهيدروجين تتم من خلال عملية الكهروكيميائية الضوئية.
التحليل الكهربائي
يتم فصل الهيدروجين عن الأكسجين بواسطة تلك العملية التحليل الكهربائي ويتم فصل جزيئات الماء على جهاز الكاثود أو المعروف بالمحلل الكهربائي الذي يقوم بإنشاء الهيدروجين
الإصلاح الحراري
تعتبر هذه العملية لإنتاج الهيدروجين يستخدم فيها عدة أنواع مختلفة للوقود الهيدروكربوني مثل الوقود السائل المتجدد والديزل والفحم والغاز الطبيعي.
حيث يستخرج منهم هيدروجين بنسبة 95%من خلال تلك العملية والتي يستخدم فيها البخار بدرجة حرارة عالية جدا والتي يتم فيها تفاعل البخار مع إحدى العناصر الهيدروكربونات لإنتاج الهيدروجين.
من مميزات الهيدروجين كوقود
مصدر للطاقة المتجددة
يعتبر من مصادر الطاقة التي من الممكن توليدها عند الطلب كما أنها من المحتمل تنتشر قريباَ كما أنه يوجد في كل مكان ويعتبر مصدر متجدد للطاقة كما أن بعض مصادر الوقود غير متجددة مثل الفحم والغاز الطبيعي والنفط.
صديق البيئة
يعتبر مصدر غير سام بالمرة لأنه لا يطلق أي غاز ضار للبيئة فهو نوع من الوقود الغير سام كما يمكنه إنتاج الماء النقي وذلك من خلال التفاعل الثانوي
مصدر ذو كفاءة عالية
يعتبر قوة الهيدروجين أفضل من أي نوع وقود آخر ولذلك يستخدم في السفن الفضائية والصواريخ لأنه مصدر قوي وفعال.
بعض عيوب الهيدروجين كوقود
مكلف جدا
برغم من توافره وبكثرة إلا أن عملية فصله مكلفة للغاية حيث لو استخدم في السيارات الكهربائية ليس في متناول يد الجميع لارتفاع سعره
صعوبة تخزينه
من الصعب تخزينه لأنه معرض للتسرب بسبب أن جزيئاته دقيقة للغاية كما يجب ويحرص تخزينه من خلال ضغط مرتفع
قابل للاشتعال
من الصعب نقله لأنه قابل للاشتعال كما يتم نقلع من خلال أنابيب أو صهاريج حيث تقدم الهيدروجين في صورة سائلة ومن خلال هذه العملية من الممكن أن يحدث تسرب للهيدروجين
اعتماده على الوقود الحفري
حيث يساهم بقوة في الاحتباس الحراري كما يعتبر انه من مصادر الطاقة المتجددة كما أنه ليس له أي آثار تلوث على البيئة وتعتبر عملية فصلة تعتمد اعتمادا كلياَ على الغاز الطبيعي والفحم والنفط
