يحرص العلماء على إجراء المزيد من الدراسات، للعثور على مصادر صديقة للبيئة، وقد تم إجراء العديد من التحسينات في استخدام الطاقة الشمسية، مما يساعد على توليد الكهرباء.
وتحويل طاقة المد والجزر من الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية مما أدى بهم إلى إبراز 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 أكثر مصادر الطاقة موثوقية، وذلك لكونها نظيفة ولا تسبب أي ضرر للبيئة، وأشكال الطاقة المتجددة هي كما يلي:
- الطاقة الشمسية: تستخدم الطاقة الشمسية للحصول على الكهرباء من خلال استقبال أشعة الشمس من خلال الخلايا التي تحول هذه الأشعة إلى طاقة كهربائية، ثم يتم وضعها في خلايا الرصاص.
- ثم يتم وضع هذه الخلايا في المناطق التي تتعرض باستمرار للشمس، على سبيل المثال، بالقرب من خط الاستواء.
- لإعادة استخدام الطاقة في أشياء كثيرة مثل توليد الكهرباء والاستخدام الحراري مثل تحلية المياه المالحة وتسخين المياه وتدفئة وتدفئة حمامات السباحة.
- طاقة الرياح: يتم تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية من خلال التوربينات، ثم يتم تخزينها في خزان رصاصي، ثم يتم وضعها في أماكن موجهة للرياح، حيث تحدث تغيرات كثيرة في الوقت دائمًا، والجدير بالذكر أنها طاقة يستخدم في ألمانيا.
- طاقة المد والجزر: يتم الحصول على الطاقة من المد والجزر من خلال تأثير المحيط عن طريق تحريك المد والجزر من خلال جاذبية الشمس والقمر.
- مما ينتج عنه إنتاج الطاقة الكهربائية من خلال التوربينات وتضيع الطاقة في العديد من البلدان حول العالم، ويتم تخزين هذه الطاقة في بطاريات الرصاص.
موارد الطاقة غير المتجددة
هذه هي الطاقة الموجودة منذ ملايين السنين، وهي غير موجودة من نواح كثيرة، ومن الأمثلة على ذلك:
- النفط: هو مورد غير متجدد، ويأخذ لونه الأخضر المائل إلى الأسود، وله استخدامات عديدة منها:
- يتم استخدامه كوقود للسيارات، ومن الجدير بالذكر أن هذا المورد يؤخذ نتيجة تعفن النباتات الميتة على مدى ملايين السنين. يستخدمه الناس كبديل للطاقات الأخرى، لأنه رخيص.
- الغاز الطبيعي: ينقسم الغاز الطبيعي إلى نوعين:
- الغاز الرطب: هذا النوع من الغاز موجود في حقل النفط نفسه.
- غاز في حقوله: يستخدم هذا النوع من الغاز الطبيعي للطبخ وكافة الاحتياجات المنزلية، وينتشر بكثرة 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.
تطبيقات واستخدامات الهيدروجين
لوقود الهيدروجين العديد من التطبيقات، وهي كالتالي:
- إنها موثوقة بدلاً من الغاز الطبيعي والنفط، وهي تساعد في حماية العالم من أي تلوث.
- لها دور مهم في الجانب العسكري، لأنها وصلت إلى إنتاج القنابل الهيدروجينية المستخدمة في الحروب.
قوتها تتفوق على القنبلة الذرية من حيث الدمار الشامل الذي تسببه، لكن تفجيرها يعتمد على تفجير القنبلة النووية المجاورة لها، وهناك استخدامات عديدة للهيدروجين، وهي كالتالي:
- يستخدم الهيدروجين في صناعة حامض الهيدروليك، بالإضافة إلى لحام وصهر تركيزات المعادن.
- يتم استخدامه كوقود للصواريخ.
- يستخدم الهيدروجين في الصناعة، وخاصة في صناعة الأمونيا، وكذلك في هدرجة الزيوت والدهون.
- يتم استخدامه في صناعة الألكلة المائية، بالإضافة إلى الكبريت والتكسير الهيدروجيني.
- يتم تضمين الهيدروجين السائل في عمل البحث الحراري، والذي يتضمن دراسات التوصيل الكهربائي.
- يساعد في تحمل حرارة أعلى مقارنة بأي غاز آخر.
- تستخدم في رفع المناطيد والمناطيد وذلك لخفة وزنها.
- تستخدم نظائر الهيدروجين في تطبيقات الانشطار النووي كوسيط للنيوترونات لتقليل سرعتها.
- يتم استخدامه في الاندماج النووي، ويتم الاعتماد على مركبات الديوتيريوم في الكيمياء.
مزايا خلايا وقود الهيدروجين
تتمتع خلايا وقود الهيدروجين بالعديد من المزايا، وهي كالتالي:
- تتمتع بمستوى عالٍ من الكفاءة الكهربائية.
- يساعد على ضبط الطاقة، بسبب أدائها الجيد.
- لا ينتج عنه أي اهتزاز، فهو يعمل بهدوء وبدون أي ضوضاء.
- مزود بمصدر طاقة قوي، خاصة عند التسخين والتبريد.
- لا تحتاج إلى صيانة مستمرة، فهي تدوم لفترة طويلة.
- لا ينتج عنه أي ملوثات بيئية، ونسبة الغازات صغيرة مقارنة بعملية الاحتراق العادية.
- يتمتع بسهولة التشغيل لان اجزائه ثابتة ولا تتحرك.
تطبيقات خلايا وقود الهيدروجين
تتعدد تطبيقات خلايا الوقود، وليس لها نهاية واضحة أو محددة، وإلى جانب تطور التكنولوجيا هناك زيادة في مجالات الاستخدام، وإليكم التطبيقات على النحو التالي:
-
الإتصالات:
تماشياً مع الاستخدام المتزايد للإنترنت وشبكة الاتصالات، ظهرت حاجة ملحة لمصدر للتغذية، واستطاعت خلايا الوقود إثبات مدى موثوقيتها إلى حد كبير.
هذه الخلايا صديقة للبيئة، ومصممة خصيصًا لتحمل جميع الظروف الجوية مثل الرياح القوية والأمطار الغزيرة، وتستخدم في عصرنا كمصدر لدعم الطاقة لأبراج الاتصالات أو كمصدر أساسي للطاقة.
أنظر أيضا: ثاني أكسيد الكربون وخصائصه
-
محطات معالجة النفايات ومعالجة المياه ومصانع الجعة:
اليوم، تم إدخال خلايا الوقود في محطات معالجة النفايات والمياه في جميع أنحاء العالم، وقد تمكنت هذه التقنية من إثبات قدرتها على تقليل الانبعاثات، حيث يتم استخدام الميثان كوقود، وهو غاز ينتج.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تثبيت خلايا الهيدروجين في العديد من المصانع.
حتى البيرة تُصنع عن طريق تعريض الخمور غير المصنعة للهضمات التي تفكك جميع المركبات العضوية.
والعمل على انتاج الميثان الذي يستخدم كوقود مع الهيدروجين.
-
التطبيقات الثابتة:
تم تركيب خلايا وقود الهيدروجين، التي وصلت إلى حوالي 2500 خلية، في جميع أنحاء العالم في الفنادق والمستشفيات والمدارس والمكاتب.
كما تستخدم كمحطات كهربائية متصلة بشبكة الكهرباء العامة، لضمان دعمها للشبكة.
وتجدر الإشارة إلى أن جميع أنظمة خلايا الوقود تعمل بمستوى عالٍ من الكفاءة يبلغ حوالي 40٪ دون أي تلوث بيئي أو أي ضوضاء.
-
سيارات:
هناك نوعان من محركات سيارات الهيدروجين وهما:
- أولاً، يستخدم الهيدروجين في محركات الاحتراق الداخلي كبديل للزيت.
- ثانياً: يستخدم الهيدروجين في خلية الوقود بحيث ينتج تيار كهربائي يساعد على تشغيل المحركات الكهربائية.
معوقات انتشار المركبات التي تعمل بالوقود الهيدروجين
- العزيز
- لديها صعوبة في تخزين الهيدروجين.
- يزيد انتشار الهيدروجين من تكلفة الهيدروجين كوقود.
- البنية التحتية غير الملائمة لمحطات تزويد الوقود.
انظر أيضًا: معلومات عن بيروكسيد الهيدروجين وأهم استخداماته
لذلك، وصلنا إلى نهاية مقال اليوم: الهيدروجين هو وقود المستقبل pdf. للأسئلة، يرجى ترك تعليق تحت الموضوع.