يعتبر الهيدروجين أبسط العناصر، والعنصر الأكثر وفرة من بين 94 عنصرًا طبيعيًا على الأرض، وقد حاول العلماء لعقود من الزمن تسخير هذا العنصر كمصدر وقود قابل للتطبيق، ومستدام. يمتلك الهيدروجين القدرة على توفير الطاقة، وقد بدأنا في الآونة الأخيرة فقط في استخدامها.
وينبئ الهيدروجين بمستقبل باهر. في البداية الخلية الكهربائية تولد الطاقة الكهربائية عن طريق الوقود، وهذا الوقود يمكن أن يكون هيدروجين. خلية الوقود هي جهاز يولد طاقة كهربائية، من خلال تفاعل كيميائي يحول الوقود أو الهيدروجين إلى كهرباء. على الرغم من أن خلايا الوقود والبطاريات تعتبر خلايا كهروكيميائية، وتتكون من بنية متشابهة، تتطلب خلايا الوقود مصدرًا مستمرًا للوقود، والأكسجين، لتشغيلها، وهو ما يشبه الكيفية التي يحتاج فيها محرك الاحتراق الداخلي، إلى تدفق مستمر للبنزين، أو الديزل، وتُستخدم خلايا وقود الهيدروجين للسيارات، والهيدروجين أكثر أمانًا من البنزين، وتستخدم ناسا الهيدروجين لتزويد صواريخها المعززة بالوقود. وفيما يلي خمس حقائق عن وقود الهيدروجين.
1- الهيروجين عنصر متوفر بكثرة
الهيروجين هو وقود بديل يحتوي على نسبة عالية من الطاقة وزنًا. ولكنه نادرًا ما يوجد كغاز على الأرض. وهو موجود بكميات هائلة في الماء، والهيدروكربونات، والمواد العضوية الأخرى، كما يمكن إنتاج الهيدروجين من مصادر محلية متنوعة، منها الوقود الأحفوري، والكتلة الحيوية، والتحليل الكهربي للمياه باستخدام طاقة الرياح، أو الطاقة الشمسية. ويعتمد التأثير البيئي لهذا العنصر، وكفاءة الطاقة لديه على كيفية إنتاجه.
2- من الهاتف إلى التطبيقات العسكرية.. استخدامات خلايا الهيدروجين
تُستخدم خلايا هذا العنصر والوقود في مجموعة واسعة من التطبيقات، من تزويد المباني بالطاقة، واستخدامها في السيارات، والشاحنات، وفي الأجهزة الإلكترونية المحمولة. وخلايا الوقود تكون مستقلة عن الشبكة، فتُستخدم لوظائف الأحمال الحيوية، مثل مراكز البيانات، وأبراج الاتصالات، والمستشفيات، ونظم الاستجابة للطوارئ، والتطبيقات العسكرية للدفاع.
لكن أحد عيوب المركبات التي تعمل بهذا الوقود هو عدم وجود محطات للتزود بالهيدورجين، لأن هذا النوع من السيارات ليس شائع حتى الآن، ويمكن لبطاريات هذا العنصر تشغيل جميع أنواع الأجهزة، من أجهزة الكمبيوتر، إلى الكاميرات والهواتف المحمولة، وهناك اهتمام بخلاياه والوقود في قطاعات السكك الحديدية، والشاحنات والقطاعات البحرية، ويظهر ذلك من خلال إطلاق أول قطار بريطاني يسير بالوقود الهيدروجيني.
3- خلايا الوقود طريقة نظيفة لإنتاج الطاقة
هذا العنصر من أنواع الوقود الصديقة للبيئة، وتتشابه خلايا الوقود مع البطاريات في أنها تنتج الكهرباء، بدون احتراق أو انبعاثات. لكنها لا تنفد، ولا تحتاج لإعادة شحن على عكس البطاريات. طالما يوجد مصدر ثابت للوقود والأكسجين، كما أنها تقلل من ثاني أكسيد الكربون، بنسبة تصل إلى النصف، في حالة أن يُنتج بواسطة الغاز الطبيعي، وبنسبة تصل إلى 90% إذا أُنتج العنصر بواسطة الطاقة الشمسية والرياح.
4- خلايا وقود الهيدروجين باتت محط اهتمام كبير في أمريكا
توجد أكثر من 35 ألف رافعة شوكية تعمل بوقود خلايا هذا العنصر تستخدم في جميع أنحاء في الولايات المتحدة الأمريكية، وتدعم عملياتها 20 مليون من عمليات التزود بوقود العنصر. وتُستخدم الرافعات الشوكية التي تعمل بوقود العنصر، في المستودعات، والمخازن، ومنشآت التصنيع في جميع أنحاء الولايات المتحدة.
وتوفر هذه الرافعات الشوكية القدرة على إعادة التزود بالعنصر في دقائق معدودة، ومن مميزاتها توفير زيادة الآداء، وتنعدم معها الانبعاثات داخل المستودعات، والمباني. كما يُنتج أكثر من 10 ملايين طن متري من العنصر في الولايات المتحدة الامريكية، وهذا العنصر المنتج يأتي من عملية إعادة تشكيل بخار الميثان. ويُستخدم في صناعات تكرير البترول، وإنتاج الأسمدة. وتمتلك الولايات المتحدة 1600 ميلًا من خطوط أنابيب هذا العنصر، وهناك منشآت كبيرة لإنتاج العنصر في كل ولاية.وفي الولايات المتحدة أيضًا يوجد أكثر من 60 حافلة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين، تقدم خدمة الترانزيت. وتعمل هذه الحافلات في ولايات مختلفة مثل كاليفورنيا، وميشجان. وهناك أكثر من 30 محطة تزويد وقود من هذا النوع في كاليفورنيا.
5- ما الفرق بين السيارات التي تعمل بالهيدروجين والأخرى العادية؟
يمكن أن يكون لسيارات الكهرباء التي تعمل بخلايا الوقود نطاق قيادة يزيد عن 300 ميل، لخزان واحد من وقود الهيدروجين، يمكنهم التزود بالوقود في دقائق، وتجربة التزود بالوقود تشبه محطة الغاز. وذلك لأن المحرك أو خلايا الوقود، لا تحتوي على أجزاء متحركة، وهي لا تحتاج لتغيير الزيت أبدًا.
لكن لكل نوع من السيارات مزاياها، وعيوبها، فهناك اختلافات أساسية بين السيارات التي تعمل بوقود الهيدروجين، والسيارات التقليدية، أولها السعر فالسيارات التي تعمل بوقود الهيدروجين مكلفة أكثر من السيارات التقليدية، كما أن سيارات هذا العنصر أقل ضوضاء من السيارات التقليدية، فهي لا تمتلك محرك بترول يطلق أبخرة عوادم. ولا تصدر أي أصوات في حالة زيادة سرعة السيارة.
