عيوب استخدام الهيدروجين كوقود

عيوب استخدام الهيدروجين كوقود فاقت مميزاته، فالعناصر الطبيعية عادةً تأتي بخصائص يراها البعض عيوبًا عند الاستخدام، على الرغم من إمكانية تلافيها، هذا ما نشير إليه في موقع زيادة حول عنصر الهيدروجين.

عيوب استخدام الهيدروجين كوقود

ظهرت مؤخرًا الكثير من الأبحاث التي تؤكد على أن الهيدروجين يُمكن استعماله كوقود، إلا أنه بمقابل هذه الأبحاث ظهرت الكثير من الأقوال ضدها، التي تعرض جليًا عيوب استخدام الهيدروجين كوقود.

1- شديد الاشتعال

من المعروف عن الهيدروجين أنه يشتعل سريعًا بمجرد وجود مثير الاحتراق، مما يجعل عِدة بلدان تخشى استخدامه، خوفًا من ألا يكون آمنًا، فيبدأ الاحتراق له من تركيز 4 إلى 75%.

2- البنية التحتية

لم تُوفر الدول بعد الآليات اللازمة كي تقوم باستخراج الهيدروجين بهذه الكميات الكبيرة من البيئة، فالأمر يحتاج منها لبنية تحتية كبيرة، مما يتطلب تكلفة عالية جدًا.

3- تكلفة عالية

خلايا الطاقة كالألواح الشمسية ليس من السهل الاعتماد عليها لِما تُكلفه من مال، وهي ما تُشكل عائقًا، إضافة إلى أن المركبات التي تعمل بهذا النوع من الوقود ليست بزهيدة الثمن إطلاقًا.

4- تخزين الهيدروجين

ليس من السهل بعد استخراج الهيدروجين نقله ثم تخزينه لحين استخدامه، فالدول ليست مُعدة للقيام بهذا بعد، فالأمر صعب ويحتاج للكثير من التفاصيل والإجراءات.

اقرأ أيضًا: نوع من الطاقة المتجددة وما هي الطاقة المتجددة؟

مميزات استخدام الهيدروجين

الولايات المُتحدة والدول الكبرى الصناعية تسعى مؤخرًا للتخلص من الوقود الأحفوري، وتحقيق الحياد الكربوني بعام 2050م.

بحسب التقارير التي جاءت فإنه على الرغم من عيوب استخدام الهيدروجين كوقود، فهو آمن عندما يكون ذلك بالشكل الصحيح، حيث يجب الحرص من احتراقه فقط بحال وجود شرارة أو مادة مؤكسدة كالهواء، أو تواجده قرب الوقود.

فالوكالة الدولية للطاقة المتجددة آيرينا ترى أن الهيدروجين إذا ما استخدم كوقود، سيكون قادرًا مع حلول عام 2050 على تقليل 10% من الانبعاثات الكربونية.

يكمن اطمئنان العُلماء من الهيدروجين بكونه غير سام إذا ما انطلق في الهواء بسبب التسرب، فهو خفيف جدًا ويتبدد بسرعة وقتما يُطلق حتى لو كان ذلك بكميات كبيرة.

فرغم العيوب الكثيرة التي يحتويها الهيدروجين إلا أنه يحوي مميزات عِدة، مكّنته من أن يكون محل استخدام واسع.

• يتوافر الهيدروجين بكثرة بالطبيعة، كما يُستخلص من الغاز الطبيعي أو الماء، مما يزيد كميته أكثر.
• يدخل بمركبات كيميائية كثيرة، فهو نشط التفاعل.
• عُنصر مُتجدد لا ينفذ أبدًا مهما استُهلِك.
• حينما يُستخدم كوقود بالسيارة للحصول على الكهرباء، فالانبعاثات منه تكون عبارة عن الحرارة وماء، لذا فهو صديق للبيئة، على عكس أنواع الوقود الحفري التي ينتج عنها انبعاثات كربونية ضارة.
• كثافة الطاقة التي يُعطيها الهيدروجين عالية جدًا، فإنتاجه للطاقة أعلى من البنزين.
• الوقت الذي تحتاجه لشحن وحدات الطاقة لخلايا الهيدروجين قليل جدًا بأقل من 5 دقائق، ليس كما في مركبات الاحتراق التقليدية ICE)) التي تحتاج لساعات ليتم شحنها.

اقرأ أيضًا: ثاني أكثر العناصر تواجد بعد الهيدروجين

إنتاج الهيدروجين صناعيًا

لكي يتم استخدام الهيدروجين كوقود يجدر بنا أولًا استخلاصه صناعيًا، وذلك يتم عبر وسائل عِدة.

1- الطاقة الشمسية

لكي يحصل العلماء على الهيدروجين، فإن الطاقة الشمسية هي المصدر الأهم بالنسبة لهم، وكذلك العمليات الضوئية والكيميائية والكهروضوئية، كما يتم استخلاصه من البكتيريا والطحالب الخضراء في المحيطات والبحار، حيث يتم فصل الأكسجين عن الهيدروجين فيها، منتجًا الكهروكيميائية الضوئية.

2- التحليل الكهربائي

تتم هذه العملية عبر فصل جزيئات الماء مستخدمًا جهاز يُسمى الكاثود (المحلل الكهربي) وهو ما ينتج عنه الهيدروجين في النهاية.

3- الإصلاح الحراري

يُستخدم بهذه التقنية أنواع عِدة من الوقود الهيدروكربوني، كالوقود السائل أو المتجدد أو الديزل والفحم والغاز الطبيعي، حيث يتفاعل البخار مع عناصر الهيدروكربونات بها، فينتج الهيدروجين.

اقرأ أيضًا: مؤشر البنزين لا يعطي قراءة صحيحة

خصائص غاز الهيدروجين

كغاز عديم اللون، له بريق قُرمزي حين يكون في حالة البلازما، وله خصائص كثيرة تُميزه عن بقية العناصر.

لا فلزات	تصنيف العنصر
1.00794(7)	الوزن الذري القياسي
1s1 1	التوزيع الإلكتروني
colorless	اللون
(0 °)س، 101.325 ك ‌پا 0.08988 g/L	الكثافة
0.07 (0.0763 solid) گ· سم−3	الكثافة السائلة عند ن. إ.
0.07099 گ· سم−3	الكثافة السائلة عند ن. غ.
14.01 ك, -259.14 °C, -434.45 °F	نقطة الانصهار
20.28 ك, -252.87 °س, -423.17 °ف	نقطة الغليان
13.8033 ك (-259°س)، 7.042 ك‌ پا	النقطة الثلاثية
32.97 ك، 1.293 م ‌پا	النقطة الحرجة
(H2) 0.117 ك ‌ج· مول−1	حرارة الانصهار
(H2) 0.904 ك ‌ج· مول−1	حرارة التبخر
(H2) 28.836 ج· مول−1·ك−1	السعة الحرارية المولية
1, -1  (amphoteric oxide)	حالات الأكسدة
2.20 مقياس پولنگ	السالبية كهربية
1st: 1312.0 ك‌ج·مول−1	طاقات التأين
31±5 pm	نصف قطر تساهمي
120 pm	نصف قطر ڤان در ڤالز
hexagonal	البنية البلورية
diamagnetic	الترتيب المغناطيسي
0.1805 W·m−1·K−1	ناقلية حرارية
(gas, 27 °C) 1310 م·ث−1	سرعة الصوت

 غاز الهيدروجين بلغ أهمية كبيرة كوقود، لكن من المتوقع ألا يكون الحلم حقيقة بهذه الآونة، فهو يحتاج للكثير من التجهيزات ليكون قادرًا على أن يسد حاجات البشر من الوقود.