بيئة، الموسوعة البيئية

الحلول و البدائل قسم الطاقة المتجددة خلايا وقود الهيدروجين

خلايا وقود الهيدروجين

تقييم المستخدم: / 0
ضعيفجيد 

إذا أعجبك هذه المقالة، نرجو منك التصويت لها

تنتج خلايا وقود الهيدروجين الكهرباء وذلك من خلال تفاعل كهربائي كيميائي باستخدام الهيدروجين والاكسجين فتستخدم هذه الخلية الكهروكيميائية لانتاج الطاقة الكهربائية عن طريق تزويد الخلية بغازي الاكسجين والهيدروحين باستمرار.

عند المصعد يتأكسد الهيدروجين الى بروتونات التي تتتجه داخل وسط الالكترولايت الى الانود والكترونات التي تتجه من خارج الخلية الى الانود فيلتقي الجميع مع الاكسجين الذي يختزل من اجل تكوين الماء

 

هناك انواع متعددة من خلايا وقود الهيدروجين والتي من الممكن تصنيفها حسب نوع الكهارل الذي يحدد استخدامها النهائي فتعتبر خلايا وقود الهيدروجين التي تستخدم مكوثرا موصلا للبروتونات من الاكثر حظا للاسخدام في السيارة الكهربائية بينما التي تستخدم الخزف الموصل لايون الاكسجين افضل للاستخدام المنزلي للتزود بالكهرباء والحرارة وفي جميع الاحوال فان خلايا وقود الهيدروجين تعتبر من اكثر وسائل توليد الطاقة حفاظا على البيئة ولهذا فهي تحظى باهتمام كبير نحو تطوير خلايا وقود الهيدروجين وتسخيرها مستقبلا في تسيير السيارات وامداد المنازل بالتيار الكهربائي وقد يصل وزنها الى عدة اطنان.

تاريخ ابتكار خلايا وقود الهيدروجين وفكرتها
لقد شهد منتصف القرن التاسع عشر الميلادي اختراع تقنية خلايا وقود الهيدروجين وذلك في انجلترا على يد السير وليام روبرت جروف ونظرا لعدم جدوى استخدام خلايا وقود الهيدروجين في تلك الفترة ظل هذا الاختراع حبيس الادراج لاكثر من 130 سنة تقريبا ولكن خلايا وقود الهيدروجين عادت مرة اخرى للحياة في عقد الستينيات وذلك عندما طورت شركة جنرال اليكتريك خلايا تعمل على توليد الطاقة الكهربائية اللازمة من اجل استخدامها في سفينتي الفضاء الشهيرتين جيمني و ابولو بالاضافة الى توفير مياه نقية صالحة للشرب لرواد الفضاء لقد كانت خلايا وقود الهيدروجين في تلك المركبتين كبيرة الحجم وباهظة التكلفة لكنها قامت بمهامها دون وقوع اي اخطاء واستطاعت ان توفر تيارا كهربائيا وكذلك مصدرا للمياه النقية الصالحة للشرب في مركبات الفضاء.

ومن الممكن ان نقارن بين تقنية خلايا الوقود الهيدروجين وبطارية السيارة فبينما تخزن البطارية الرصاصية الطاقة بواسطة العامل المؤكسد بداخلها الامر الذي يستوجب اعادة شحنها من حين لاخر فإن خلايا وقود الهيدروجين تعمل على اتحاد عنصري الهيدروجين و الاكسجين من اجل انتاج الكهرباء وكما تعمل بصفة مستمرة بواسطة مخزون من غاز الهيدروجين مخزون تحت ضغط عالي لتقليل حجمه وتأخذ الاكسجين من الجو لتشحن السيارة التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين بنحو 4 كيلوجرام من الهيدروجين تكفي لسير السيارة الصغيرة مسافة نحو 350 كيلومتر .

تتكون خلايا وقود الهيدروجين من رقائق مسطحة معدنية تتحد على سطحها جزيئات الهيدروجين والاكسجين بنسبة 1:2 لتكوين الماء H2O وكما تنتج كل شريحة منها 1 فولت من الكهرباء ومما يعني انه كلما زاد عدد الشرائح المستخدمة كلما زاد الجهد الكهربائي للخلايا.

خلية الوقود في السيارة
لتوضيح اهمية خلايا وقود الهيدروجين نأخذ مثالا على ذلك خلية الوقود في السيارة فعندما يصبح لديك سيارة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين فأنت بالتأكيد تمتلك محطة توليد كهرباء متنقلة تستطيع توليد 25 كيلو واط من الكهرباء ودعنا نتخيل ما سيحدث في المستقبل القريب عندما تذهب الى العمل بواسطة سيارتك المجهزة بخلايا وقود الهيدروجين فبدلا من ترك السيارة بساحة الانتظار مهدرا للوقت والمكان بدون فائدة ما عليك الا توصيلها بمخرج الغاز الطبيعي الموجودة بالمبنى وعند انتهاء الدوام تستقل سيارتك بعد شحنها وهي محملة بحوالي 25 كيلو واط من الكهرباء التي تصلح لتشغيل السيارة او لاضاءة او تدفئة اي مكان اخر وكما تشير الاحصائيات الحديثة ان السيارات تقف باماكن الانتظار بدون حركة لاكثر من 96% من اجمالي الوقت وبالتالي يمكن الاستفادة القصوى من هذا الوقت الضائع في شحن السيارات بالهيدروجين وتحقيق الارباح ايضا.

إذا أعجبك هذه المقالة، نرجو منك التصويت لها

تاريخ آخر تحديث: الجمعة, 04 أيار/مايو 2012 10:40