غاز الهيدروجين : هو من أكثر العناصر انتشارا ولتعرف ذلك عزيزي القاري يكفي فقط أن نقول أن العلماء قالوا أن الماء مكوناته عنصرين (الأوكسجين + الهيدروجين ). والماء يمثل ثلاثة اربعاع الكرة الأرضية. ونقول أيضا بان علماء الفضاء والفيزياء والكيمياء وغيرهم ذوى الاختصاص العلمي توصلوا لاكتشاف أن (70% ) من كتلة الشمس مكونه من الهيدروجين. . . إذن تصور عزيزي القاري : كم كمية الهيدروجين كعنصر غالب في مكونات الكون ؟ ونورد القول أن العلماء ذوي الاختصاص يرون أن الهيدروجين مستقبلا هو المرشح لأن يكون له دور كبير في تأمين الطاقة في وقد يكون نوعاً مهماً من أنواع الوقود. حيث وقد بداء أول ظهور لاستخدام الهيدروجين كمحرك لسيارات تعمل على غاز الهيدروجين في العام 2002م. وظهرت أبرز تطبيقاته الاستفادة منه في (خلايا الوقود) وهي خلايا واعدة بتطبيقات واسعة في المستقبل ويتم توليد الكهرباء داخلها مباشرة بتمرير الهيدروجين والهواء بها وعبر اتحاد الهيدروجين والأوكسجين نحصل على (طاقة كهربائية)، ويكون مخلفات هذه العملية فهو الماء فقط، أي إن (خلايا الوقود) لا تسهم في تلويث البيئة. وحاليا بدأ الهيدروجين الذي يعتبر أكثر العناصر الكيميائية وفرة في العالم ينتقل كمصدر للوقود وكناقل للطاقة الكهربائية وينتقل من عالم القصص الخيالية العلمية والأبحاث الأولية والفكر الإنساني النظري إلى المستودعات والمطارات وأبراج الهاتف الخليوي والطرق العامة. ويقول العلماء بان الهيدروجين هو مصدر الطاقة المتجددة المتعدد الاستعمالات أكثر من أي مصدر آخر في العالم فهو وقود عام وقالوا بأنه يمكن حرقة في محرك أو دمجه في خلية (غلفانية) تعمل بالوقود لتوفير الطاقة للسيارات والمباني والمنازل ومحطات الكهرباء العامة أو أي مرفق أو شيء آخر يستخدم الطاقة الكهربائية. ويقول العلماء بان الهيدروجين أكفأ بثلاثين بالمائة من البنزين لدى حرقه في المحركات. وعند استخدام خلية غلفانية لمد سيارة بالطاقة فإن الخلية تكون أكفأ بنسبة مائة بالمائة أو مائتين بالمائة من البنزين. ولا ينبعث غاز ثاني أكسيد الكربون من المحركات العاملة بالهيدروجين ولا ينتج عن استخدام الخلايا الغلفانية سوى ماء نقي.
كما أن الهيدروجين يشكل في الخلايا الغلفانية ناقلاً للطاقة لا وقودا. وناقل الطاقة هو مادة أو نظام ينقل الطاقة بشكل صالح للاستخدام من مكان إلى مكان آخر. وتقوم الكهرباء وهي أكثر المواد الناقلة للطاقة شيوعا بنقل الطاقة المخزونة في الفحم واليورانيوم وغيرهما من المصادر إلى محطات الطاقة الكهربائية التي توزع الطاقة التي تم تحويلها إلى تيار كهربائي على المنازل ومؤسسات الأعمال. وقال باتريك سيرفاس رئيس جمعية الهيدروجين القومية بان الهيدروجين مكّمن ممتاز لتكنولوجيات الطاقة المتجددة. ذلك أنه يمكن استخدامه مع التكنولوجيا الأحفورية والنووية وتكنولوجيا الإيثانول والكتلة الحيوية أي جميع أنواع الوقود البديل. وهو يعمل بصورة جيدة مع تكنولوجيا السيارات الهجين والبطاريات والتي تحصل على التيار من القابس. ويمكن استخدام الخلايا الغلفانية لسد النقص الناجم عن طبيعة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح المتقطعة، وعلى سبيل المثال، لزيادة مدى البطاريات المحدود في السيارات الكهربائية. . . . إلا أن العلماء لا يخفون القول بان هناك مازال بعض التحديات التي تحجب التقدم في استخدام الهيدروجين كوقود لإنتاج الطاقة الكهربائية بمقادير تجارية كبيرة ويسعي العلماء جاهدين في بحوثهم لتذليل تلك التحديات ومنها ما يلي :
(1) يتواجد الهيدروجين بوفرة على كوكب الأرض ولكنه لا يتواجد إلا كمركّب مع عناصر أخرى، فذرتان من الهيدروجين مع ذرة من الأوكسجين تشكل الماء (H2O) وعندما يتحد الهيدروجين مع الكربون يشكل مركبات (أي هيدروكربونات) مثل الميثان والفحم والبترول. ويعكف العلماء والباحثين في مختلف أنحاء العالم حالياً على معالجة هذه المشكلة وحواجز تكنولوجية أخرى. وأوضح جورج سفيردرب، وهو باحث في وزارة الطاقة الأميركية، قوله أن التحديات الرئيسية الثلاثة في مجال إنتاج الهيدروجين هي : كيف يمكن إنتاج الهيدروجين بكلفة تعادل 2 أو 3 دولارات هي كلفة غالون البترول وبالنسبة للخزن كيف يمكن خزن ما يكفي من الهيدروجين على متن السيارة كي نمكنها من قطع مسافة 300 ميل (483 كلم) بصورة اقتصادية. وبالنسبة للخلايا الغلفانية كيف يمكن أن يتم إيصالها إلى الحد الذي تصبح معه قادرة على منافسة المحركات العاملة بالبنزين من حيث الكلفة ومن حيث فترة الاستدامة. هذا ما يقوم علية حاليا الباحثين لإيجاد الحلول تجاه هذه التحديات. (2) يمكن إنتاج الهيدروجين بالطرق الكيماوية من الوقود الأحفوري الهيدروكربوني أو من مجموعة من المصادر المتجددة ولكن الطاقة الكهربائية المنتجة من هيدروجين الوقود الأحفوري ليست قابلة للتجدد وهي تولد انبعاث غازات مسببة لظاهرة الاحتباس الحراري. ويتركز حاليا العمل في المختبر القومي للطاقة المتجددة في أمريكا على إنتاج الهيدروجين من مصادر طاقة متجددة لإنتاج وتوزيع وخزن الهيدروجين، وعلى الخلايا الغلفانية وأنظمة اختبار وإثبات كفاءة التكنولوجيا في بيئة تجارية، وعلى السلامة والقوانين والمعايير والتحليل. فعلى سبيل المثال، يعكف العلماء في المختبر القومي للطاقة المتجددة في أمريكا على عملية التحليل بالكهرباء (حيث يتم تمرير تيار كهربائي في الماء للفصل بين ذرات الهيدروجين والأوكسجين)، وعلى إنتاج الهيدروجين من الماء عن طريق استخدام أشعة الشمس أو الكتلة الحيوية أو الريح أو المصادر البيولوجية مثل البكتيريا والطحالب. (3) تشكل مسألة خزن الهيدروجين إحدى العقبات الرئيسية في طريق تسويقه تجاريا، والمختبر القومي للطاقة المتجددة في أمريكا هو واحد من ثلاثة مراكز قومية كبيرة ذات كفاءة علمية عالية في الولايات المتحدة تعمل حالياً على التوصل إلى حل لهذه المشكلة مستخدمة أساليب مختلفة. وقد قال سفيردرب: "إن الهيدروجين يبشر بنجاح هائل لمستقبل من الطاقة المستدامة كعنصر أساسي في مزيج من أنواع الوقود المختلفة. وفي حين أنه ما زالت هناك عقبات يجب التغلب عليها، وقال إلا أن لدينا في الولايات المتحدة علماء ومهندسين ممتازين ونعكف حالياً على معالجة أمر هذه المشاكل والتحديات. . . . تابع بالعدد القادم غدا الحلقة الربعة عشر والأخيرة بعنوان(إنتاج الكهرباء بالطاقة النووية )
البريد الالكتروني للكاتب : Shukri -_alzoatree@yahoo. com
