التقنية

فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل

ما هي فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل في محركات الاحتراق الداخلي، وهل يمكن الإعتماد على غاز الهيدروجين كوقود للمركبات والآلات الصناعية، في هذا المقال سنتحدث عبر موقعي بالتفصيل عن إستخدام غاز الهيدروجين كوقود، كما سنوضح كافة فوائد إستخدامه، وسنذكر كافة العوائق التي تواجهنا في إستخدام هذا الغاز.

وقود غاز الهيدروجين

وقود الهيدروجين (بالإنجليزية: fuel Hydrogen)، هو وقود نظيف، حيث أنه عند أحتراق الهيدروجين كوقود لا ينتج عن إحتراقه أي إنبعاثات ضارة في البيئة، ولكن ينتج عن إحتراقه الماء فقط، كما وأن الهيدروجين هو العنصر الأكثر إنتشاراً على سطح الأرض وهذا ما يجعله خيار جيد كبديل للوقود الأحفوري، ولكن نظراً لأن الهيدروجين النقي لا يتواجد بشكل طبيعي على الأرض بكميات كبيرة، فإنه يتطلب عادة مدخلات طاقة أولية لإنتاجه على نطاق صناعي وكبير، بحيث يمكن إنتاج وقود الهيدروجين من الميثان أو عن طريق التحليل الكهربائي للماء، كما وإن لوقود الهيدروجين كفاءة عالية جداً في الاحتراق، حيث أن الطاقة 1 كيلو جرام من غاز الهيدروجين هي تقريباً نفس الطاقة في 2.8 كيلو جرام من وقود البنزين، وهذا يدل على إن كفاءة الهيدروجين كوقود هي تقريباً ثلاثة أضعاف البنزين كوقود، ونظراً لأن الهيدروجين يحتوي على كثافة طاقة حجمية منخفضة، فإنه يتم تخزينه بشكل أكبر وتصديره يكون ذو تكلفة اقل، ويمكن إستخدام الهيدروجين لتشغيل عدد من أنواع النقل والمركبات المختلفة، كما ويمكن تخزينه ونقله بكثافة طاقة عالية على شكل سائل أو غازي.

شاهد أيضاً:   استرجاع رسائل الواتس اب بعد حذفها من المرسل من الواتس

كيفية إنتاج وقود الهيدروجين

إن الهيدروجين غاز يتواجد في الطبيعة بشكل كبير، ولكن نادراً ما يوجد في شكله النقي، ولإنتاج الهيدروجين في شكله النقي نحتاج إلى العديد من التفاعلات والعمليات الكيميائية، حيث يمكن إنتاج وقود الهيدروجين من خلال عدة عمليات مختلفة، وهذه العمليات هي:

العمليات الحرارية

العمليات الحرارية (بالإنجليزية: Thermal processes)، هي العمليات التي تحتاج إلى البخار ذو الحرارة العالية جداً لإنتاج وقود الهيدروجين، حيث يتفاعل البخار مع وقود هيدروكربوني لإنتاج الهيدروجين النقي، وهذا الوقود الهيدروكربوني مثل الغاز الطبيعي، والديزل، والوقود السائل المتجدد، والفحم، وتقريباً يتم إنتاج حوالي 95% من كل الهيدروجين من إعادة التشكيل البخاري للغاز الطبيعي.

العمليات الكهروضوئية

العمليات الكهروضوئية (بالإنجليزية: Electrolytic processes)، وهي عملية تحليل كهربائي يتم فيها فصل الماء إلى أكسجين وهيدروجين، وتحدث عمليات التحليل الكهربائي في محلل كهربي يعمل مثل خلية الوقود، ويكون ذلك بدلاً من إستخدام طاقة جزيء الهيدروجين، حيث ينتج المحلل الكهربائي الهيدروجين من جزيئات الماء.

العمليات بالطاقة الشمسية

حيث تستخدم العمليات التي تعمل بالطاقة الشمسية الضوء كعامل لإنتاج الهيدروجين، وهناك العديد من العمليات التي تعمل بالطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين مثل:

  • العمليات الحيوية الضوئية: حيث تستخدم العمليات الحيوية الضوئية نشاط التمثيل الضوئي الطبيعي للبكتيريا والطحالب الخضراء لإنتاج الهيدروجين.
  • العمليات الكهروكيميائية الضوئية: حيث تستخدم العمليات الكهروكيميائية الضوئية أشباه موصلات متخصصة لفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين.

العمليات البيولوجية

العمليات البيولوجية (بالإنجليزية: Biological processes)، هي العمليات التي تستخدم الميكروبات مثل البكتيريا والطحالب الدقيقة، حيث يمكن أن ينتج الهيدروجين من خلال هذه التفاعلات البيولوجية، وهناك نوعين من هذه العمليات وهي:

  • تحويل الكتلة الحيوية الميكروبية: حيث يتم تحلل الميكروبات والمواد العضوية مثل الكتلة الحيوية أو مياه الصرف الصحي لإنتاج الهيدروجين.
  • العمليات الحيوية الضوئية: حيث تستخدم الميكروبات ضوء الشمس كمصدر للطاقة، ولإنتاج الهيدروجين.
شاهد أيضاً:   طريقة فتح قفل السامسونج إذا نسيت الرقم السري

فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل في محركات الاحتراق الداخلي

هناك العديد من فوائد إستخدام الهيدروجين كوقود بديل عن الوقود الأحفوري، ولكن هناك ايضاً عوائق قد تجعل هذه الوقود صعب الإستخدام على نطاق واسع.

فوائد إستعمال الهيدروجين كوقود

  • الطاقة الأمنة: حيث يمكن إنتاج الهيدروجين من موارد مثل الغاز الطبيعي والفحم والطاقة الشمسية وطاقة الرياح والكتلة الحيوية، وكل هذه تعتبر طاقة أمنة ونظيفة ومتجددة، ولا تضر في البيئة.
  • الصحة العامة والبيئة: حيث تعتبر الإنبعاثات من مركبات البنزين والديزل المستخدمة اليوم، مثل أكاسيد النيتروجين والهيدروكربونات، مصدر رئيسي للتلوث والأحتباس الحراري، ولكن وقود الهيدروجين لا يصدر أي إنبعاثات ضارة بالبيئة، حيث تصدر إنبعاثات وقود الهيدروجين الماء فقط.
  • مخزون الوقودحيث يعتبر الهيدروجين من أكثر العناصر إنتشاراً على سطح الأرض.

عوائق استعمال الهيدروجين كوقود

  • الهيدروجين المتواجد على كوكب الأرض غير نقي ويحتاج إلى عمليات تفصله عن باقي المركبات الكيميائية.
  • أنشاء عدد كبير من المحطات للتزويد بوقود الهيدروجين سواء بشكله السائل او الغازي.
  • فصل الهيدروجين عن باقي المركبات مكلف جداً في الوقت الحالي.
  • الهيدروجين في حالته الغازية يكون ذو ضغط عالي جداً وثقيل، وهذه الحالة تجعل نقله من مكان إلى أخر مكلفة.

وفي ختام هذا المقال نكون قد تعرفنا على فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل في محركات الاحتراق الداخلي، كما وذكرنا أهم الطرق والعمليات المتبعة لإنتاج الهيدروجين، ووضحنا بالتفصيل ما هو وقود الهيدروجين.

المراجع

HYDROGEN FUEL
Hydrogen Fuel Basics
BENEFITS OF HYDROGEN

 

فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل, فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل, فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل, فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل, فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين كوقود بديل

ماسك الأرز اليابانى وصفة سحرية لتفتيح البشرة فى وقت قصير طريقة عمل قناع الأرز

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى