الهيدروجين.. طاقة لا تنضب!

في الآونة الأخيرة كثر الحديث حول نفاد احتياطات البترول مصدر الطاقة الأساسي بحلول عام 0502، لذلك بدأ العلماء يبحثون عن مصادر بديلة للبترول ومن هذه المصادر الهيدروجين. ويرى العلماء أنه مصدر للطاقة لا ينتهي ولا يتسبب في تلوث البيئة، ولكن استخدام الهيدروجين على نطاق واسع كمصدر للطاقة بديلا للبترول مازال قيد التجارب.

مولد الماء

في القرن التاسع اكتشف العلماء بالصدفة غازًا خفيفًا عديم اللون والرائحة وله قابلية شديدة للاشتعال ولا ينتج عن احتراقه رماد ولكن ينتج الماء وأطلق الكيميائي الفرنسي الشهير لافوازيه اسم الهيدروجين على هذا الغاز وهو اسم مشتق من كلمتين يونانيتين معناهما - مولد الماء - ويشكل الهيدروجين 76% من مادة الكون ومن كل مائة ذرة من ذرات الكون يوجد 96 ذرة هيدروجين، والطاقة الشمسية التي لا غنى عنها للحياة على كوكب الأرض ناتجة من احتراق الهيدروجين وهذا الغاز أخف من الهواء بمقدار 15 ضعفا وموصل للكهرباء والحرارة أفضل من الهواء بحوالي 7 أضعاف ويتحول إلى سائل عند درجة حرارة 252 درجة مئوية ويتجمد عند درجة حرارة 259 درجة مئوية تحت الصفر، ولا يوجد الهيدروجين في الطبيعة بصورة حرة ولكن مرتبط بعناصر أخرى خاصة الكربون والأكسجين، ويستخدم ثلثا إنتاج الهيدروجين العالمي في صناعة النشادر والأسمدة الزراعية وفي الحصول على معادن بالغة النقاء مثل الحديد والتنجستين ويحضر صناعيًا باستخدام التحليل الكهربائي للماء.

كيفية الحصول على طاقة الهيدروجين

يتم الحصول على الطاقة من الهيدروجين بواسطة خلايا تسمى «الخلايا الوقودية» وهي خلايا كهروكيميائية، وباستخدام الهيدروجين في تلك الخلايا نحصل على الكهرباء والحرارة وكذلك الماء، وفيما مضى كان حجم الخلايا الوقودية كبيرا، لذا كانت هناك صعوبة في استخدامها على نطاق واسع ومع التقدم العلمي والأبحاث أمكن إنتاج خلايا وقودية مدمجة بحيث يمكن وضعها في سيارة كهربائية أو وضعها في المنزل لتوليد الكهرباء والماء الساخن، ولكن مشاكل انتشار استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة مازالت متعددة خاصة أن الهيدروجين لا يوجد بصورة حرة على الأرض ولكن يوجد مرتبطًا مع عناصر أخرى مثل الأكسجين والكربون وبالتالي فهو يحتاج إلى وسيلة لاستخلاصه وتخزينه حتى يمكن استخدامه فيما بعد.

البدايات

على الرغم من المشاكل التي تواجه إنتاج الطاقة من الهيدروجين إلا أنه في نهاية عام 2004 بدأ استخدام طاقة الهيدروجين في الكثير من الدول، ففي فرنسا صنعت طائرة تطير بالهيدروجين، وفي ألمانيا وبعض الدول الأوربية بدأ استخدام حافلات مزودة بخلايا وقودية أي تسير بالكهرباء قدرتها 200 كيلووات في الساعة والحافلة تستوعب 60 راكبًا وتسير لمسافة 200 كيلومتر، وهناك أيضًا دراجات بخارية تعمل بخلايا وقودية وتبلغ سرعتها 65 كيلومترًا في الساعة، وفي اليابان بدأ استخدام شاحن للحاسوب - الكمبيوتر المحمول - وهو مزود بخلايا وقودية تعمل لمدة 10 ساعات متصلة ومن المنتظر في السنوات العشر القادمة أن تحل الخلايا الوقودية محل المراجل وسخانات المياه في عمليات التدفئة بفرنسا.