سعى العلماء جاهدين لإجراء العديد من الدراسات، بهدف البحث عن مصادر صديقة للبيئة، ونتيجة لذلك تم تحقيق العديد من التقدمات في استخدام الطاقة الشمسية، مما سيساهم في توليد الكهرباء.
وباستخدام طاقة المد والجزر، يتم تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية، وهذا يعزز تركيزهم على الهيدروجين كمصدر للطاقة النظيفة والآمنة.
أنواع موارد الطاقة
تتنوع وتتعد أشكال موارد الطاقة، وهي تنقسم إلى:
- الطاقة المتجددة.
- الطاقة الغير متجددة.
شاهد أيضًا: ما هي خصائص الغاز الطبيعي؟
موارد الطاقة المتجددة
تعد الطاقة الشمسية من أفضل مصادر الطاقة المستدامة التي يتم الاعتماد عليها، وذلك بسبب نظافتها وعدم تسببها لأي ضرر على البيئة. ومن أشكال الطاقة المتجددة المتاحة:
- الطاقة الشمسية: يتم استغلال طاقة الشمس لتوليد الكهرباء عن طريق استقبال الأشعة الشمسية بواسطة الخلايا وتحويلها إلى طاقة كهربائية، ثم يتم تخزينها في البطاريات.
- توضع هذه الخلايا في أماكن معرضة لأشعة الشمس بشكل مستمر، على سبيل المثال، المناطق المتواجدة بالقرب من مناطق الاستواء.
- لإعادة استخدام الطاقة في مجالات متعددة، مثل توليد الكهرباء واستخدامات الحرارة مثل تحلية المياه المالحة وتسخين الماء وتدفئة المسابح.
- تتم تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية من خلال الأجهزة الهوائية، ثم يتم تخزينها في بطارية، وبعد ذلك توجه إلى المواقع التي تتعرض لتقلبات جوية مستمرة، ويجدر بالذكر أن هذه الطاقة تم استخدامها في ألمانيا.
- طاقة المد والجزر: تتم الحصول على الطاقة من المد والجزر عن طريق تأثير البحر بسبب حركة المد والجزر بسبب جاذبية الشمس والقمر.
- ينتج ذلك إنتاج الطاقة الكهربائية من خلال الأجنحة الرياحية، ويعوض النقص في الطاقة الذي تعاني منه العديد من الدول حول العالم، وتخزن هذه الطاقة في بطاريات الرصاص.
موارد الطاقة الغير متجددة
إنها طاقة موجودة منذ ملايين السنين ولكنها غير متوفرة بكميات كبيرة، ومن أمثلتها:
- النفط: هو نوع من الموارد غير المتجددة، ويتميز باللون الأسود الأخضر، وله استخدامات متنوعة بما في ذلك.
- يستخدم كوقود للسيارات، وما يستحق الذكر أن هذا المصدر تم استخراجه نتيجة تحلل النباتات الميتة خلال ملايين السنين، فالإنسان يستخدمه كبديل لمصادر الطاقة الأخرى بسبب انخفاض تكلفته.
- الغاز الطبيعي: ينقسم الغاز الطبيعي إلى نوعين:
- والغاز الرطب: هذا النوع من الغاز موجود مع النفط في حقل خاص.
- الغاز المنفرد في حقوله: يستخدم هذا النوع من الغاز الطبيعي في الطهي وجميع احتياجات المنزل، وينتشر بكثافة في الجزائر والمغرب.
- الفحم الحجري: هو نوع من أنواع الطاقة غير المتجددة التي تتكون من تراكم المواد العضوية على مر الزمن بدرجات حرارة مرتفعة وضغط عال، ويستخدم في التدفئة.
تطبيقات الهيدروجين واستخداماته
يحتوي الوقود الهيدروجيني على تطبيقات متعددة، وهي كالتالي:
- تستخدم بدائل الغاز الطبيعي والنفط، وتساعد في حماية العالم من التلوث.
- تلعب دورا هاما في الجانب العسكري، حيث تم تطوير صناعة القنابل الهيدروجينية المستخدمة في الحروب.
تفوق قدرتها التدميرية الشاملة للقنبلة الذرية، ولكن يتطلب تفجيرها تفجير قنبلة نووية بجوارها، وهناك العديد من استخدامات الهيدروجين، وهي كما يلي:
- يستخدم الهيدروجين في صناعة حمض الهيدروليك، وأيضا في اللحام وتخفيف تركيز المعادن.
- يتم استخدامه كوقود للصواريخ.
- يستخدم الهيدروجين في صناعة مختلفة، خاصة في إنتاج الأمونيا، كما يستخدم في تحويل الزيوت والدهون.
- يستخدم في صناعة عملية الألكلة الهيدروجينية، بالإضافة إلى السلفنة والتكسير الهيدروجيني.
- ويدخل الهيدروجين السائل في عمل الأبحاث الحرارية والتي تشتمل على دراسات الموصلات الكهربائية.
- يساعد في زيادة نقل الحرارة بشكل أفضل مقارنة بأي غاز آخر.
- يستخدم في رفع البالونات والمناطيد بسبب خفة وزنه البارزة.
- ويتم استخدام نظير الهيدروجين في التطبيقات ذات الصلة بالانشطار النووي نظرا لأنه يهدئ النيوترونات ويقلل من سرعتها.
- يستخدم في الاندماج النووي، ويعتمد عليه في مركبات الديتريوم في مجال الكيمياء.
مزايا خلايا الوقود الهيدروجين
تحتوي خلايا الوقود الهيدروجيني على مجموعة من المزايا، وهي كالتالي:
- تتمتع بمستوى عال من الكفاءة من الناحية الكهربائية.
- تسهم في ضبط التيار الكهربائي بفضل أدائها الممتاز.
- لا تسبب هذه العملية أي اهتزاز وتعمل بصمت دون إصدار أي ضجيج.
- تتمتع ببطاقة إمداد قوية، وخاصة عند التسخين والتبريد.
- لا حاجة لإجراء صيانة مستمرة لأنها طويلة الأمد.
- لا ينبعث منها أي ملوثات للبيئة، ونسبة الغازات صغيرة الحجم مقارنة بعمليات الاحتراق العادية.
- تعمل بسهولة عند التشغيل، حيث تحتوي على أجزاء ثابتة وغير متحركة.
تطبيقات خلايا الوقود الهيدروجيني
تتعدد تطبيقات خلايا الوقود، ولا تنتهي أو تحدد، وتزداد في مجالات الاستخدام مع تطور التقنية. وإليكم التطبيقات كالتالي:
-
الاتصالات:
مع زيادة استخدام الإنترنت وشبكة الاتصالات، ظهرت حاجة ماسة لمصدر تغذية، وتمكنت خلايا الوقود من إثبات مدى ثقتها بها بنسبة كبيرة.
هذه الخلايا ودية للبيئة وتم تصميمها خصيصا لتتحمل جميع الظروف الجوية القاسية مثل الرياح العاتية والأمطار الغزيرة، وتستخدم حاليا كمصدر لدعم الطاقة في أبراج الاتصالات أو كمصدر أساسي للطاقة.
شاهد أيضًا: ثاني أكسيد الكربون وخصائصه
-
مصانع لمعالجة النفايات ومعالجة المياه ومصانع البيرة:
تم استخدام خلايا الوقود حاليا في مصانع معالجة النفايات والمياه في جميع أنحاء العالم، ونجحت هذه التقنية في إثبات قدراتها على تقليل انبعاثات الغازات الضارة، حيث يتم استخدام غاز الميثان الناتج عن هذه المواقع كوقود.
بالإضافة إلى ذلك، تم وضع الخلايا الهيدروجينية في العديد من المصانع.
يتم تصنيع البيرة عن طريق تعريض الخمور غير المعالجة إلى خميرة تقوم بتحلل جميع المركبات العضوية.
والعمل على إنتاج الميثان الذي يستخدم كوقود يحتوي على الهيدروجين.
-
التطبيقات الثابتة:
تم تثبيت خلايا الوقود الهيدروجينية في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك الفنادق والمستشفيات والمدارس والمكاتب، وصل عددها إلى حوالي 2500 خلية.
تم استخدامها أيضا كمحطات كهربائية متصلة بالشبكة العامة، لتوفير الدعم للشبكة.
ويجدر بالذكر أن جميع أنظمة خلايا الوقود تعمل بكفاءة عالية تقدر بحوالي 40% دون تلوث للبيئة أو ضوضاء.
-
السيارات:
يوجد نوعان من محركات السيارات الهيدروجينية، وهي:
- الأول: يتم استخدام الهيدروجين في محركات الاحتراق الداخلي كبديل للنفط.
- الثاني: يتم استخدام الهيدروجين في خلية الوقود، لإنتاج تيار كهربائي يساعد في تشغيل المحركات الكهربائية.
عوائق انتشار السيارات التي تعمل بالوقود الهيدروجيني
- غالية الثمن.
- لديها صعوبة في تخزين الهيدروجين.
- انتشار الهيدروجين يزيد من تكلفة استخدام الهيدروجين كوقود.
- عدم استكمال البنية التحتية لمحطات تزويد الوقود.
شاهد أيضًا: معلومات عن بيروكسيد الهيدروجين واهم استخداماته
وبهذا نصل إلى نهاية مقال اليوم عن الهيدروجين كوقود المستقبل بصيغة PDF، يرجى ترك تعليق للاستفسارات.
