كيف يمكن إنتاج الهيدروجين وشحنه واستعماله وقودًا للسيارات

كيف يمكن إنتاج الهيدروجين ونقله واستخدامه كوقود للسيارات؟ نظرًا لأن الهيدروجين هو أبسط العناصر وأكثرها شيوعًا على الأرض ، فهو يتكون من بروتون وإلكترون ، ويمكن للهيدروجين تخزين وتوفير طاقة مفيدة ، ولكنه لا يحدث في الطبيعة بمفرده ويجب أن يكون مصنوعًا من المركبات التي تحتوي عليها.

كيف يمكن إنتاج الهيدروجين ونقله واستخدامه كوقود للسيارات؟

على الرغم من وفرة الهيدروجين على الأرض كعنصر ، إلا أنه لا يوجد بمفرده ، ولكنه موجود دائمًا كجزء من مركب آخر ، مثل الماء (H2O) أو الميثان (CH4) ، ويجب فصله إلى هيدروجين نقي (H2) للاستخدام في السيارات الكهربائية ذات خلايا الوقود ؛ حيث يتم دمج وقود الهيدروجين مع الأكسجين من الهواء من خلال خلية وقود ، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء والماء من خلال عملية كهروكيميائية ، وهنا في هذه الفقرة سوف نتعلم بالتفصيل كيف يمكن إنتاج الهيدروجين ونقله واستخدامه باعتباره وقود للسيارات؟ [1]

طرق انتاج الهيدروجين

هناك عدة طرق لإنتاج الهيدروجين ، وبعضها موضح أدناه:

• تحويل الغاز الطبيعي إلى غاز الهيدروجين: الغاز الطبيعي هو خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وكمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون. لإنتاج الهيدروجين ، يتفاعل الغاز الطبيعي مع بخار عالي الحرارة ، حيث يتفاعل أول أكسيد الكربون مع الماء لإنتاج هيدروجين إضافي ، وهذه الطريقة هي الأرخص والأكثر كفاءة والأكثر شيوعًا.
• التحليل الكهربائي: يتضمن التحليل الكهربائي إرسال تيار كهربائي لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين ، وإذا تم إنتاج الكهرباء من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ، فسيتم اعتبار الهيدروجين الناتج متجددًا أيضًا.
• إعادة تشكيل السوائل المتجددة: يتفاعل الوقود السائل المتجدد ، مثل الإيثانول ، مع البخار عالي الحرارة لإنتاج الهيدروجين بالقرب من نقطة الاستخدام النهائي.
• التخمير: يتم تحويل الكتلة الحيوية إلى مواد خام غنية بالسكر يمكن تخميرها لإنتاج الهيدروجين.

طرق شحن الهيدروجين

يتوزع الهيدروجين (مشحون) بثلاث طرق كالتالي:

إقرأ أيضا:طريقة التسجيل في الرخصة المهنية للمعلمين 1444

• خط الأنابيب: هذا هو أرخص وسيلة لشحن كميات كبيرة من الهيدروجين ، ولكن لا يوجد حاليًا سوى حوالي 1600 ميل من خطوط الأنابيب الأمريكية المتاحة لتسليم الهيدروجين ، وتقع هذه الأنابيب بالقرب من مصافي النفط الرئيسية والمصانع الكيماوية فقط في إلينوي ، كاليفورنيا ، و ساحل الخليج.
• مقطورة أنابيب الضغط العالي: هذه الطريقة مكلفة للغاية. في هذه الطريقة ، يتم نقل الهيدروجين المضغوط بواسطة شاحنة أو قطار أو سفينة في مقطورات ذات أنابيب عالية الضغط ، وهي أيضًا باهظة الثمن وتستخدم أساسًا لمسافات تصل إلى 200 ميل أو أقل.
• خزانات الهيدروجين المسال: في هذه الطريقة ، يتم تبريد الهيدروجين إلى درجة حرارة معينة حيث يتم تسييله ، وعلى الرغم من أن عملية التسييل باهظة الثمن ، إلا أنها تسمح بنقل أكثر كفاءة للهيدروجين (مقارنة باستخدام مقطورات الضغط العالي) لمسافات أطول بواسطة الشاحنات أو عربة قطار أو سفينة.

استخدام الهيدروجين كوقود للسيارات

تستخدم مركبات خلايا الوقود غاز الهيدروجين لتشغيل محرك كهربائي ، على عكس مركبات البنزين أو الديزل التقليدية ، حيث تجمع السيارات والشاحنات التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الكهرباء لتشغيل المحرك ، ويؤدي تحويل غاز الهيدروجين إلى كهرباء إلى الماء والحرارة فقط كمنتج ثانوي وهذا يعني أن المركبات التي تعمل بخلايا الوقود لا تسبب انبعاثات عادم عند القيادة. [2]

إقرأ أيضا:كيف اسدد رسوم النقل المدرسي في السعودية 1444

يستخدم الهيدروجين

وبعد معرفة كيف يمكن إنتاج الهيدروجين وشحنه واستخدامه كوقود للسيارات؟ من المهم التطرق إلى الاستخدامات الأخرى للهيدروجين حيث توجد العديد من الاستخدامات للهيدروجين كوقود على النحو التالي: [3]

• الهيدروجين هو وقود نظيف عندما يتم استهلاكه في خلية وقود ينتج فقط الماء والكهرباء والحرارة.
• يمكن أن تلعب خلايا الهيدروجين والوقود دورًا مهمًا في استراتيجيات الطاقة الوطنية ، مع إمكانية استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات ، في جميع القطاعات تقريبًا مثل النقل والتجارة والصناعة والإسكان والأجهزة المحمولة.
• يمكن أن توفر خلايا الهيدروجين والوقود الطاقة لاستخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك توزيع الحرارة والطاقة ؛ وأنظمة تخزين وتمكين الطاقة المتجددة.
• تستخدم كقوة مساعدة للشاحنات والطائرات والقطارات والسفن والمركبات الخاصة مثل الرافعات الشوكية والشاحنات والشاحنات الصغيرة ؛ وحافلات الركاب.

• تمتلك خلايا الهيدروجين والوقود القدرة على تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في العديد من التطبيقات.

في نهاية هذا المقال نؤكد على أهمية استخدام الهيدروجين كوقود لما له من مزايا عديدة ، أولها تقليل التلوث على هذا الكوكب. ما يؤكد ذلك هو ما تم طرحه في هذه المقالة للإجابة على سؤال حول كيفية إنتاج الهيدروجين ونقله واستخدامه كوقود للسيارات.

إقرأ أيضا:كيفية التسجيل في جامعة الملك عبدالعزيز 1444