الهيدروجين هو غاز من غازات المكونة للهواء الجوى القابلة للاشتعال
المحتويات
تعريف الهيدروجين
الهيدروجين هو عنصرٌ كيميائيٌّ يوجد في الطبيعة على شكل غازٍ خصائصه أنه عديم اللّون والطّعم والرّائحة وقابلٌ للاشتعال، وصيغته الكيميائية هي H₂، وعلى الرغم من أنّه من أكثر العناصر وفرةً في الكون، إلا أنّه يشكل فقط حوالي 0.14 في المائة من وزنِ القشرةِ الأرضية.
يوجدُ الهيدروجين في المحيطاتِ والأنهارِ والبحيراتِ، فهو يشكّلُ جزءًا من الماء، فكما نعلم عندما، يتفاعلُ الهيدروجين H₂ مع الأكسجين O لينتج الماء H2O، كما يوجد الهيدروجين في الغلاف الجوي، هذا ويوجد أيضًا في جميع الأنسجة النباتية والحيوانية، وفي البترول ويتم الاستفادة منه في إنتاج الأمونيا.
من الجدير بالذكرِ أيضًا أنّ كل جزيء هيدروجين يتكون من ذرتي هيدروجين، وتتكوّن ذرة الهيدروجين الواحدة من إلكترون سالب الشحنة والذي يدور حول بروتون موجب الشحنة الذي هو ذاته نواة الذرة.1
كيفية إنتاج الهيدروجين
بعيدًا عن وقود الهيدروجين المعروف لدى البعض، فإنّ الهيدروجين في شكله النقي عبارة عن غازٍ غير سامٍّ عديم الرائحة وأخف وزنًا من الهواء، ويجبُ علينا بدايةً أن نستخلصه، فهو لا يوجد بشكلٍ طبيعيٍّ في تلك الحالة، فقبل أن نتمكّن من استخدامه يجب علينا فصله.
توجد العديد من الطرق للقيام بذلك، من ضمنها إصلاح البخار والتي يُطلق عليها أيضًا إصلاح الوقود الأحفوري؛ حيث يتفاعلُ الغاز الطبيعي مع البخار في محوِّل حفّاز ومن ثم يتم سحب ذراتِ الهيدروجين ويبقى ثاني أوكسيد الكربون كمنتجٍ ثانويٍّ.
من الطرق الأخرى لإنتاج الهيدروجين هي التغويز أي التحويل إلى غازٍ، إلا أن الطريقة الأكثر استخدامًا في جميعِ أنحاءِ أوروبا هي التحليل الكهربائي، ويُقصد في تلك الحالة التحليل الكهربائي للماء، حيث نقوم بتمرير تيّار كهربائي على الوسط المائي فيحدث تحليلٌ لجزيئات الماء؛ الأكسجين والهيدروجين، حيث يتم إطلاق الهيدروجين على شكل غازٍ.2
تعريف وقود الهيدروجين
يعمل الهيدروجين بمثابةِ وقودٍ بديلٍ ونظيفٍ، وهو كما ذكرنا سابقًا من أكثر العناصر وفرةً حيث يُمكن إنتاجه من عدة موارد محلية ومتنوعة مثل الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح والطاقة النووية، وإنّ هذا ما يجعله خيارًا جذابًا لاستعماله مستقبلًا كوقودٍ للطاقة في وسائل النقل المختلفة وتوليد الكهرباء.
يتمتع وقود الهيدروجين بمجموعةٍ واسعةٍ من الاستعمالات، حيث يتم الاستفادة منه في توفيرِ طاقةٍ لازمةٍ للمباني وكذلك السيارات والشاحنات والأجهزة الإلكترونية المحمولة، كما يتم الاستفادة منه في أبراج الاتصالات السلكيّة واللّاسلكية وفي المشافي وفي العديد من الأمور الأخرى.
هذا ويُعتبر الهيدروجين بمثابة حامل للطاقة؛ فيُمكن استعماله لنقل وتوصيل وتخزين الطاقة المُنتجة من عدة مصادرَ أخرى.3
من الجدير بالذكر أنّه بالنسبةِ إلى السيارات التي تعملُ بالبنزين أو الديزل، فإنّه ينتج عن حرق الوقود من خلالها غاز ثاني أوكسيد الكربون، وإنّ غاز ثاني أوكسيد الكربون يُعتبر من الغازات الدفيئة، وعندما يُطلق في الهواء فهو يعمل على تعزيز الاحتباس الحراري، تلك الظاهرة التي قد تسبب تغير المناخ وقد تؤدي إلى الفياضانات والجفاف وغيرها.
أمّا بالنسبةِ للسيارات التي تعتمد وقود الهيدروجين في عملها، فيتم إنتاج الكهرباء من خلال تفاعل الأكسجين مع الهيدروجين في خلية الوقود، مما يولّدُ الكهرباء الضرورية لتشغيلِ السيارة، وإنّ المخلفات الوحيدة التي تنتج عن تلك العملية هي بخار الماء، فالهيدروجين إذًا هو أحد الحلول لتقليلِ انبعاثات غاز ثاني أوكسيد الكربون الضارّ.
أخيرًا يجب القول أنّ هناك العديد من الدول تسعى لتطبيق تلك الفكرة، حيث ظهرت من محطات الهيدروجين في مناطقَ مختلفةٍ من العالم.4
بعض سلبيات وقود الهيدروجين
- إنّ المركبات التي تعمل بواسطة الهيدروجين تعدُّ باهظة الثمن مقارنةً مع مركبات البنزين التقليدية.
- لا يزال الهيدروجين يتوفر في مناطقَ معينةٍ قليلة، فضلًا عن أنّ إنتاجه يعدُّ مكلفًا جدًا بالرغم من توفره على نطاقٍ واسعٍ، وذلك يرجع إلى استغراق الكثير من الوقت لفصل عنصر الهيدروجين عن العناصر الأخرى.
- كما نعلم، إنّ الهيدروجين شديد الاشتعال، ونظرًا لذلك فإنه قد يؤدي إلى العديد من المخاطر.
- تُعتبر مركبات البنزين أكثر متانةً من مركبات الهيدروجين.
