وزير حقوق الإنسان يطالب بكشف ملابسات اغتيال الشاعر وضبط الجناة    جلطة "النزاهة" تُصيب القاضي محمد الخيال: صرخة استغاثة تُعرّي سياسة الإفقار الممنهج للقضاء في صنعاء    بعد مغادرة عراقجي.. ترامب يعلن إلغاء زيارة الوفد الأمريكي إلى باكستان    فريق الشرارة لحج يفوز على الميناء عدن وشباب الزيدية على نصر ريمة في كأس الجمهورية    وزير الداخلية يوجه بسرعة ملاحقة الجناة في جريمة اغتيال الشاعر    انشودة شوق    هيئة علماء اليمن تحذر من عودة الاغتيالات بعدن وتطالب بكشف الجناة    وزارة الاقتصاد تمنح الوكالات المشطوبة 90 يوما لتصحيح اوضاعها    المنطقة العسكرية الخامسة تقيم فعالية بذكرى الصرخة    3 شهداء بغارة صهيونية شمالي غزة    تطبيق قتالي ووقفة لقوات التعبئة في نهم وريمه    دراسة: الجراحة أفضل من المناظير عند استبدال صمامات القلب الصناعية    أزمة غاز خانقة تشهدها مدينة مأرب    مات ماشيًا    تجار يمنيون يشكون شركة ملاحية كدست بضائعهم في ميناء دبي ويصفون تصرفها ب "الابتزازي"    العلامة مفتاح يفتتح مركز إصدار الصحيفة الجنائية الإلكترونية في العاصمة    قبائل ردفان ترفض الأوامر القهرية وتؤكد رفض استهداف قيادات الجنوب السياسية    الجزائية تحجز قضية متهم بالتخابر للنطق بالحكم    عدن.. شركة النفط تحذر من نفاذ وقود الطائرات    مجلس التعاون الخليجي يدين الهجمات الغادرة التي استهدفت مراكز حدودية في دولة الكويت    الأرصاد يتوقع أمطار رعدية على أغلب المحافظات اليمنية    الخلايا النائمة تستغل تفكيك النقاط الأمنية وتعيد مسلسل الاغتيالات مستهدفة الكوادر الجنوبية في عدن    برشلونة يتجاوز خيتافي ويقترب من حسم الليغا    التميمي: المجلس الانتقالي على ثقة بشعب الجنوب والخروج عن الميثاق الوطني خطوة انتحارية    صنعاء تحتضن ندوة حول الكتاب والملكية الفكرية    طعنة جديدة في جسدٍ لم يلتئم بعد    الصحة العالمية تعتمد أول دواء على الإطلاق للملاريا مخصص للرضع    الكهرباء في عدن بين العجز والاتهامات    بعد إصابته مع برشلونة.. لامين يحصد جائزة جديدة    عدن.. اغتيال مدير مدارس أهلية في المنصورة    مركز الملك سلمان يوقع برنامجا تنفيذياً مشتركا لبناء وإعادة تأهيل 13 مدرسة في لحج والضالع    عودة الاغتيالات إلى عدن.. مسلحون يغتالون قياديا إصلاحيا بارزا ويلوذون بالفرار    يا للفجيعة!    العراق على حافة الفراغ السياسي    فريق تنموي من أربع مديريات يختتم زيارته لجمعيات ساحل تهامة    4 مايو.. زلزال الإرادة الجنوبية يتجدد: نداء الحشد المقدس لرسم خارطة المستقبل    الريال يتعثر مجددا ويبتعد عن صدارة الدوري الإسباني    ظل عند الباب    مقتل شخص بالبيضاء اثر خلاف على مشروع مياه    هيئة الآثار تنشر القائمة ال32 بالآثار اليمنية المنهوبة    قطاع الصحة وجنايات الحوثيِّ عليه    بعد مكاسب شهر.. الذهب والفضة يسجلان انخفاضاً ملحوظاً    لإيران القوة... وللعرب التنافر والتحليل    نفط برنت يرتفع 5 دولارات بعد تفعيل الدفاعات الجوية بطهران    4 أطعمة طبيعية تمنحك نوماً عميقاً وتكافح الأرق    مقترح أمريكي باستبدال إيران في بطولة كأس العالم المقبلة    الوزير الأشول: الانضمام لاتفاقية التحكيم خطوة لتحسين بيئة الأعمال    الصحفي والناشط الثقافي والأدبي محمد الصهباني    دعوة لحضور ندوة ثقافية تناقش واقع الكتاب وحقوق الملكية الفكرية    الإعلان عن مواعيد انطلاق تصفيات ودوري الدرجة الثانية والثالثة وبطولتي الناشئين والشباب    انحياز يمليه فقه الضرورة    الإعلان عن قائمة المنتخب الوطني للناشئين للمعسكر الخارجي في السعودية    برشلونة يقرر وضع صورة مطربة أمريكية على القميص في " الكلاسيكو " ضد ريال مدريد    تسجيل أكثر من 7 آلاف إصابة بالحصبة بينها 36 حالة وفاة منذ بداية العام    الإسلام .. ودعوات "صهر الأديان" وأجندات التذويب الثقافي    ظاهرة الانتحار.. وقفة مع النفس والإيمان..! هل يملك المرءُ حقّ الرحيل؟    سفراء الراية البيضاء يوجهون دعوة للسفير اليمني لدى السعودية لمساندتهم في إعادة فتح منفذ حدودي    سفراء الراية البيضاء يوجهون دعوة للسفير اليمني لدى السعودية لمساندتهم في إعادة فتح منفذ حدودي    







شكرا على الإبلاغ!
سيتم حجب هذه الصورة تلقائيا عندما يتم الإبلاغ عنها من طرف عدة أشخاص.



الهيدروجين.. وقود المستقبل
الجزيرة نت نشر في المصدر يوم 24 - 11 - 2014

يتميز غاز الهيدروجين بعدد من الخصائص الهامة التي تؤهله لأن يكون "وقود المستقبل"، فهو وقود نظيف وآمن بيئيا ولا يطلق غازات ضارة عند حرقه، ويمتلك طاقة عالية، لذلك يعد من المصادر المميزة للطاقة كوقود أو كناقل للطاقة في خلايا الوقود، حيث يمكن استخدامه سواء بشكل مباشر أو عند خلطه بالغاز الطبيعي بنسب محددة.
وعنصر الهيدروجين من أخف العناصر الكيميائية والأكثر وفرة في الكون، وهو غاز عديم الرائحة واللون والطعم وغير سام وقابل للاشتعال، ولا يوجد منفردا في الطبيعة، وفي العادة يكون متحدا مع عدد من العناصر ليشكل مركبات كيميائية مختلفة، سواء كانت بالحالة الغازية كالغاز الطبيعي، أو سائلة كالماء والنفط، أو صلبة كالمركبات الكربونية المختلفة.
ويمكن استعمال الهيدروجين لإنتاج الطاقة بعدة طرق، منها استعماله لتشغيل محركات الاحتراق الداخلي للسيارات والمركبات، أو في خلايا الوقود لإنتاج التيار الكهربائي، كما يستعمل الهيدروجين كوقود في المركبات الفضائية وصواريخ الدفع.
إنتاج الهيدروجين
الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة، إذ يمكن الحصول عليه من عدد كبير من المصادر وبطرق مختلفة، كالتحليل الكهربائي للماء والذي يؤدي إلى كسر الروابط الكيميائية بين الأوكسجين والهيدروجين في الماء، إلا أن هذه الطريقة مكلفة ماديا بسبب استهلاكها كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية، ولذلك يتم إجراء عملية التحليل الكهربائي للماء على درجات حرارة عالية من أجل تقليل كمية الطاقة الكهربائية اللازمة لعملية التحليل.
ومن الطرق المستخدمة لإنتاج غاز الهيدروجين، طريقة البخار المحسن، ويستعمل في العادة الغاز الطبيعي الذي تتم مفاعلته مع البخار تحت حرارة عالية تتراوح ما بين 800 و1700 درجة مئوية في غرفة احتراق وبوجود عامل مساعد.


كما سعى العلماء إلى محاكاة النباتات في قدرتها على تحليل الماء إلى عنصريه الأوليين بوجود أشعة الشمس ومادة الكلوروفيل حيث يتم الحصول على الأوكسجين والهيدروجين، والأخير تستخدمه النباتات للتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين الكربوهيدرات، وقد تم تقليد النباتات في المختبر لإنتاج غاز الهيدروجين.
ورغم أهمية تلك الطرق لإنتاج الهيدروجين، فإنها مكلفة ماديا وغير مجدية اقتصاديا، وهذا عزز فكرة استغلال التكنولوجيا الحيوية لإنتاج الهيدروجين بالاستعانة ببعض البكتيريا حيث يتكون هذا الغاز، واستخدام بعض أنواع الطحالب القادرة على إنتاج غاز الهيدروجين بشكل طبيعي من الماء وبوجود ضوء الشمس.
التكنولوجيا الحيوية
يستطيع بعض أنواع البكتيريا والطحالب إنتاج الهيدروجين عن طريق مجموعة من الإنزيمات، فالطحالب الخضراء من جنس "تشالميدوموناس" (Chlamydomonas)، وكذلك الطحالب الخضراء المزرقة التي تصنف ضمن البكتيريا المعروفة "سيانوباكتريا" (Cyanobacteria)، تستطيع إنتاج الهيدروجين عن طريق تحليل الماء بوجود الضوء، ليتكون الأوكسجين والهيدروجين.
وفي الواقع فإن بعض خلايا الكائنات الحية الدقيقة تنتج الهيدروجين للتخلص من القوة الاختزالية ومن الإلكترونات التي تنتج من تفاعلات الهدم للمادة العضوية، حيث تتكون جزيئات الهيدروجين عن طريق تفاعل الإلكترونات مع أيونات الهيدروجين بوجود إنزيمات الهيدروجيناز
(Hydrogenases).
يذكر أنه في عام 1998 تم تصميم نظام متكامل لمفاعل ضوئي يستخدم الطحالب الخضراء المزرقة من جنس نوستوك، لإنتاج غاز الهيدروجين، وفي نفس الوقت تمت أكسدة هذا الغاز لتوليد التيار الكهربائي، وقد اكتسب هذا النظام أهمية خاصة نظرا لإمكانية استخدامه في الأماكن النائية التي تفتقر لشبكات توزيع الطاقة الكهربائية.


أيضا فإن إنتاج الهيدروجين يمكن أن يتم في تفاعلات التخمر للمواد العضوية وعن طريق البكتيريا اللاهوائية (Clostridium Thermocellum)، وأيضا عن طريق البكتيريا الاختيارية (Facultative Bacteria) ومنها بكتيريا "إي.كولي". ويكون ذلك ضمن ظروف لا هوائية وفي الظلام.
كما بينت التجارب التي أجراها الباحثون في جامعة واشنطن في سان لويس بولاية ميسوري الأميركية، أن بعض سلالات بكتيريا سيانو -التي أطلقوا عليها اسم "سيانوتيك"- لها مقدرة عالية على إنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين، إذ تمتص تلك البكتيريا غاز ثاني أكسيد الكربون بوجود ضوء الشمس، وتحوله إلى جزيء "جلايكوجين" (Glycogen) المكون من الكربون والأكسجين، كما تمتص هذه البكتيريا النيتروجين وتفرز الهيدروجين في غياب الأوكسجين.
بكتيريا معدلة وراثيا
ويسعى العلماء إلى رفع مقدرة تلك البكتيريا المنتجة للهيدروجين، حيث بينت التجارب المخبرية أنه في ظروف التخمر اللاهوائي وفي الظلام تم إنتاج أربعة مولات هيدروجين من كل مول جلوكوز، وهذه الإنتاجية منخفضة وغير مجدية اقتصاديا، وهذا أدى إلى اللجوء إلى أساليب التعديل الوراثي لإنتاج أنواع خاصة من البكتيريا المهندسة جينيا ذات الإنتاجية العالية للهيدروجين، بحيث يمكنها إنتاج عشرة مولات هيدروجين من كل مول جلوكوز، وهو الحد الأدنى الذي اشترطه العلماء في هذه التقنية لكي تكون منافسة قوية وعلى مستوى تجاري لبقية الطرق المستخدمة لإنتاج الهيدروجين الآن.
يذكر أن الباحثين في مركز خدمة البحوث الزراعية في جامعة كارولاينا الشمالية استطاعوا تطوير طريقة لتمكين البكتيريا المثبتة للنيتروجين من إنتاج غاز الهيدروجين اللازم لتشغيل خلايا الوقود لتوليد التيار الكهربائي.
كذلك فقد لفتت بكتيريا "كالديسليولوسيربتر ساكتشاروليتكس" (Caldicellulosiruptor Saccharolyticus) -التي تعيش في الأماكن الحارة جدا- أنظار الباحثين في جامعة شمال كاليفورنيا بقدرتها على هضم المخلفات النباتية وإنتاج الهيدروجين، وهي تشبه بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في معدة البقرة وتهضم المواد الغذائية النباتية وتطلق غاز الهيدروجين الذي يلتقطه نوع آخر من البكتيريا ويحوله إلى غاز الميثان.
إن التقدم السريع الذي تحققه خلايا الوقود حاليا لاستخدامها في وسائط النقل المختلفة ولإنتاج الطاقة الكهربائية، يسرع وتيرة ابتكار طرق جديدة لإنتاج الهيدروجين ليكون الوقود المثالي لهذه الخلايا المنتجة لطاقة المستقبل.

انقر هنا لقراءة الخبر من مصدره.