مقالة عن عوائق استخدام الهيدروجين كوقود, مقالة معلومات










عوائق استخدام الهيدروجين كوقود


زد معلوماتك    معلومات
30/10/2017

الهيدروجين من أكثر العناصر التي تتواجد في الكون، من الغازات التي لا رائحة لها ولا لون وأيضا ليس من الغازات السامة ، ويتميز الهيدروجين بخصائص كيميائية وفيزيائية تأهله أن يصبح وقود، فالقدرة الحرارية الكتلية عند الهيدروجين تكون عالية حيث تعادل مائة وعشرونميجاجول لكل كيلو جرام وهي تقدر 33 أضعاف القدرة الحرارية للبنزين. يعتبر الهيدروجين من ابسط العناصر التي عرفها الإنسان حيث يتكون من إلكترون واحد وبروتين واحد، ويمثل 30% من كتلة الشمس، 90% من مكونات الكون، ويأتي ترتيب الهيدروجين الثالث على أكثر العناصر المتوفرة على سطح الأرض، ويتكون من جزيء ثنائي الذرة، ولا يتواجد بصورة منفردة بل دائما يرتبط بعنصر آخر، فهو يرتبط بالكربون فيكون مركبات أخرى مثل البترول والميثان، ويرتبط بالأكسجين فيكون الماء. طريقة فصل الهيدروجين عن مكونات الماء والأكسجين : يمكن فصل الهيدروجين عن مكونات الماء والأكسجين عن طريق استخدام التحليل الكهربي أو الفصل الحراري أو عن طريق الطاقة الشمسية ، وقد نجح بعض العلماء بمركز الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة الأمريكية بفصل الهيدروجين عن الماء ليس هذا فقط بل تم تحويله أيضا لطاقة كهربية عن طريق استخدام شعاع شمسي بنسبة 12.5%، ولكن هناك عائق يقف أمامهم وهو تكلفته الباهظة للغاية، فهذا الجهاز تكلفته مرتفعة، فالهيدروجين الناتج يشحن خلية الوقود فيسمي البطارية الهيدروجينية ويقوم عملها على ارتباط الهيدروجين بالأكسجين فيتكون الماء و الطاقة الكهربية، وهذا لا يسبب أي ملوثات في البيئة أو أي غازات سامة. المشاكل البيئية المحتملة : هناك الكثير من المشاكل البيئية في مجتمعاتنا والسبب الرئيسي لها الاستخدام المفرط للمصادر، فمعظم الطاقة المستخدمة في العالم تعتمد على الوقود الحفري، ولكن يحاول العالم في وقتنا الحالي الاعتماد على الطاقات المتجددة فهي لا تلوث البيئة وأيضا لا تنفد كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح لكن هذه الطاقة لا تتواجد بصورة مستمرة بالإضافة إلى عدم قدرتها على التخزين لفترات طويلة. بي ام دبليو تصنع سيارة بوقود الهيدروجين : قد نجحت بالفعل شركة بي أم دبليو في تصنيع سيارة تستخدم الهيدروجين كوقود بديل عن البنزين، فقامت بإجراء تجاربها على خمسة عشر سيارة و سعة محرك جميع السيارات لا يزيد عن سبعة لترات وان تكلفتها نفس تكلفة السيارة العادية وسيتم طرحها في العام القادم، ولكن هناك مشكلة تكمن في عدم وجود محطات وقود لتلك السيارات فكيف سيقبل الناس على شرائها، فعدد السيارات التي تعمل بالهيدروجين قليلة للغاية فلماذا تقبل شركات محطات الوقود الهيدروجيني على بناء تلك المحطات، فهنا المعادلة صعبة حيث يصعب وجود الحلول لها على الرغم من تواجد الهيدروجين بصورة كبيرة في الماء  . العوائق التي تقف أمام استخدام الهيدروجين كوقود : هناك مشكلة رئيسية أمام استخدام الهيدروجين كوقود وهو أنه لا يكون متوفر على الأرض كغاز مستقل بذاته، وهناك العديد من المشاكل لا يستطيع الباحثون السيطرة عليها وحلها وهي إنشاء محطات تستطيع مد السيارات بوقود صافي من الهيدروجين سواء كان في حالته السائلة أو الغازية، ومشكلة هنا تكمن أن الهيدروجين لا يتواجد مستقل في الطبيعة،حيث يتحد الهيدروجين في المياه مع الأكسجين، وبالإضافة إلى أنه عنصر أساسي في الأحماض والنشادر أو في الكربوهيدرات، واستخراج الهيدروجين من المياه يعتبر مكلف جدا بسبب احتياجه لمصادر طاقة بكميات كبيرة جدا، و لكي نستطيع استخدام الهيدروجين في حالته الغازية يتطلب ذلك صهاريج ثقيلة للغاية حتى تتحمل الضغط العالي. هناك العديد من الأبحاث تُجري في الدول الصناعية وفي مقدمتها سويسرا لإمكانية القيام بضغط الهيدروجين النقي في أنابيب كربونية يكون وزنها ملائم للسيارات العادية، لكن قامت وكالة ناسا للفضاء باستخدام الهيدروجين في برنامجها الفضائي منذ سنوات، فالوقود التي تستخدمه سفن الفضاء هو الهيدروجين، والوقود الهيدروجيني هو الذي يحرك النظام الكهربي بالسفينة مما ينتج عنه الماء الذي يستخدمه الفضائيون للشرب، ولكن تكلفتها مرتفعة للغاية. هناك حلم ينتظره الجميع وهو حلم وقود الهيدروجين، فكل المهتمون أن يعيشوا في بيئة نظيفة وصحية وخالية من ثاني أكسيد الكربون ينتظرون أن يصبح وقود الهيدروجين متوفر في كل مكان ، حتى تزول مشكلة الاحتباس الحراري ، وان يكون هناك وقود لا ينفذ، فهل هذا الحلم ينتظره الكثيرون لاستغناء عن الوقود الحفري، فاستغلال الهيدروجين كبديل للطاقة ووقود  يعتبر من الأمور الصعبة ولكن الأمر غير مستحيل  .











X

   2024 skuilder.com™.