يحاول العلماء إجراء الكثير من الأبحاث للعثور على مصادر صديقة للبيئة، لذلك تم إجراء الكثير من التطوير لاستخدام الطاقة الشمسية للمساعدة في توليد الكهرباء.
وتحويل طاقة المد والجزر من الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية، مما دفعهم إلى تحديد الهيدروجين كمصدر للطاقة كعنصر نظيف وآمن.
أنواع مصادر الطاقة
هناك العديد من أشكال موارد الطاقة، والتي تنقسم إلى:
- الطاقة المستدامة.
- طاقة غير متجددة.
شاهدي أيضاً: ما هي خواص الغاز الطبيعي؟
موارد الطاقة المتجددة
تعتبر الطاقة الشمسية من أفضل مصادر الطاقة الموثوقة وذلك لكونها نظيفة ولا تسبب أي ضرر للبيئة، وأشكال الطاقة المتجددة هي كما يلي:
- الطاقة الشمسية: تُستخدم الطاقة من الشمس لتوليد الكهرباء عن طريق التقاط أشعة الشمس من خلال الخلايا التي تحول تلك الأشعة إلى طاقة كهربائية، والتي يتم احتواؤها بعد ذلك في خلايا الرصاص.
- ثم يتم وضع هذه الخلايا في الأماكن التي تتعرض باستمرار للشمس، مثل بالقرب من خط الاستواء.
- من أجل إعادة استخدام الطاقة في عدد من الأشياء مثل توليد الكهرباء والاستخدامات الحرارية مثل تحلية المياه المالحة وتسخين المياه والتدفئة وتدفئة المسابح.
- طاقة الرياح: يتم تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية باستخدام التوربينات ثم يتم تخزينها في خزان رصاصي ثم يتم وضعها في أماكن متجهة للرياح حيث توجد تقلبات مستمرة في الطقس ومن الجدير بالذكر أنه تم استخدام هذه الطاقة في ألمانيا.
- طاقة المد والجزر: تستمد الطاقة من مد البحر عن طريق حركة المد والجزر تحت تأثير جاذبية الشمس والقمر.
- الأمر الذي يؤدي إلى إنتاج الطاقة الكهربائية بمساعدة التوربينات والطاقة التي تفقدها العديد من الدول حول العالم، ويتم تخزين هذه الطاقة في بطاريات الرصاص.
موارد الطاقة غير المتجددة
إنها طاقة موجودة منذ ملايين السنين ولا توجد بكميات كبيرة، ومن الأمثلة على ذلك:
- النفط: مورد غير متجدد، يتحول إلى اللون الأسود المخضر، وله استخدامات عديدة، منها:
- يستخدم كوقود للسيارات والجدير بالذكر أن هذا المورد تم الحصول عليه من تحلل النباتات الميتة على مدى ملايين السنين، ويستخدمه الناس كبديل لأشكال أخرى من الطاقة لأنه رخيص الثمن.
- الغاز الطبيعي: ينقسم الغاز الطبيعي إلى نوعين:
- الغاز الرطب: هذا النوع من الغاز موجود مع النفط في حقله الخاص.
- الغاز الوحيد في حقوله: يستخدم هذا النوع من الغاز الطبيعي للطبخ ولجميع الأغراض المنزلية، وينتشر على نطاق واسع في الجزائر والمغرب.
- الفحم: هو نوع من الطاقة غير المتجددة ينتج عن تراكم المواد العضوية فوق بعضها البعض على مدى ملايين السنين في درجات حرارة وضغوط عالية. يتم استخدامه للتدفئة.
تطبيق واستخدام الهيدروجين
لوقود الهيدروجين عدة تطبيقات وهي كالتالي:
- يتم الاعتماد عليها بدلاً من الغاز الطبيعي والنفط، وتساعد في حماية العالم من أي تلوث.
- تلعب دورًا مهمًا في الجانب العسكري حيث تم تحقيقها في صنع القنابل الهيدروجينية المستخدمة في الحروب.
تفوق قوتها قوة القنبلة الذرية من حيث الدمار الشامل الذي تسببه، لكن تفجيرها يعتمد على تفجير قنبلة نووية بجانبها، وهناك عدة استخدامات للهيدروجين، وهي كالتالي:
- يستخدم الهيدروجين في إنتاج حمض الهيدروليك، بالإضافة إلى اللحام وتخفيف تركيز المعادن.
- يتم استخدامه كوقود للصواريخ.
- يستخدم الهيدروجين في الصناعة، وخاصة في صناعة الأمونيا، وفي هدرجة الزيوت والدهون.
- يتم استخدامه في صناعة الألكلة المائية، بالإضافة إلى السلفنة والتكسير الهيدروجيني.
- يدخل الهيدروجين السائل في عمل الدراسات الحرارية التي تشمل دراسات التوصيل الكهربائي.
- يساعد على إجراء درجة حرارة أعلى مقارنة بأي غاز آخر.
- وهي تستخدم في رفع المناطيد والمناطيد وذلك لخفة وزنها.
- يستخدم نظير الهيدروجين في برامج الانشطار النووي كوسيط نيوتروني لتقليل سرعتها.
- يتم استخدامه في الاندماج النووي، ويتم الاعتماد على مركبات الديوتيريوم في الكيمياء.
مزايا خلايا وقود الهيدروجين
تتمتع خلايا وقود الهيدروجين بعدد من المزايا، وهي كالتالي:
- لديها درجة عالية من الكفاءة الكهربائية.
- يساعد على تنظيم التيار الكهربائي بفضل عمله الجيد.
- لا يصدر اهتزازات، ويعمل بهدوء ولا يصدر أي ضوضاء.
- مزود بمصدر طاقة قوي، خاصة عند التسخين والتبريد.
- لا تحتاج إلى رعاية مستمرة فهي طويلة الأمد.
- لا ينتج عنه أي ملوثات بيئية، ونسبة الغازات صغيرة مقارنة بعمليات الاحتراق التقليدية.
- وتتمتع بسهولة التشغيل حيث أن الأجزاء ثابتة وغير متحركة.
تطبيق خلايا وقود الهيدروجين
تتعدد مجالات تطبيق خلايا الوقود، وليس لها نهاية واضحة أو محددة، وفي نفس الوقت مع تطور التكنولوجيا تزداد مجالات استخدامها، وإليكم التطبيقات على النحو التالي:
-
الإتصالات:
بالتزامن مع زيادة استخدام الإنترنت وشبكات الاتصالات، وظهور الحاجة الماسة لمصدر للطاقة، تمكنت خلايا الوقود من إثبات درجة موثوقيتها إلى حد كبير.
هذه الخلايا صديقة للبيئة وقد تم تصميمها خصيصًا لتكون قادرة على تحمل جميع الظروف الجوية مثل الرياح القوية والأمطار الغزيرة، وقد تم استخدامها في العصر الحديث كمصدر للطاقة لأبراج الاتصالات أو كمصدر أساسي للطاقة.
أنظر أيضا: ثاني أكسيد الكربون وخصائصه
-
محطات المعالجة ومحطات معالجة المياه ومصانع الجعة:
اليوم، تم تطبيق خلايا الوقود في محطات معالجة مياه الصرف الصحي والمياه حول العالم، وتمكنت التكنولوجيا من إثبات قدرتها على تقليل الانبعاثات باستخدام غاز الميثان المنتج في هذه المواقع، كوقود.
بالإضافة إلى ذلك، تم وضع خلايا الهيدروجين في العديد من النباتات.
حتى الجعة تُصنع عن طريق تعريض الخمور الخام لهضم، مما يؤدي إلى تكسير جميع المركبات العضوية.
ويعملون على إنتاج غاز الميثان الذي يستخدم كوقود يحتوي على الهيدروجين.
-
التطبيقات الثابتة:
تم تركيب خلايا وقود الهيدروجين، التي وصل عددها إلى حوالي 2500 خلية، حول العالم في الفنادق والمستشفيات والمدارس والمكاتب.
كما تم استخدامها كمحطات كهربائية فرعية متصلة بشبكة الكهرباء العامة لتوفير دعم الشبكة.
وتجدر الإشارة إلى أن جميع أنظمة خلايا الوقود تعمل بمستوى عالٍ من الكفاءة تقدر بنحو 40٪، دون تلوث أو ضوضاء.
-
سيارات:
هناك نوعان من محركات السيارات الهيدروجينية:
- أولاً، يستخدم الهيدروجين في محركات الاحتراق الداخلي كبديل للزيت.
- ثانيًا: تستخدم خلايا الوقود الهيدروجين لتوليد تيار كهربائي يساعد على تشغيل المحرك الكهربائي.
معوقات انتشار السيارات التي تعمل بالهيدروجين
- مكلفة.
- لديها صعوبة في تخزين الهيدروجين.
- يزيد انتشار الهيدروجين من تكلفة الهيدروجين كوقود.
- بنية تحتية غير كافية لمحطات الوقود.
انظر أيضًا: معلومات عن بيروكسيد الهيدروجين وأهم استخداماته
لقد وصلنا إلى نهاية مقال اليوم: الهيدروجين هو وقود المستقبل pdf. للأسئلة اترك التعليقات تحت الموضوع.