صنعاء.. جمعية الصرافين تعمم بإعادة التعامل مع منشأة صرافة    5 أيام حاسمة .. إيران تعيد تشكيل موازين القوى عسكرياً واقتصادياً    حزب الله يدين قانون إعدام الأسرى الفلسطينيين    لقاء موسع في كحلان عفار للتحشيد للدورات الصيفية    وكيل وزارة الخارجية يناقش مع رئيسة بعثة الصليب الأحمر برامجها في اليمن    نجاح أول عملية قسطرة طرفية في مستشفى الثورة بالحديدة    هيئة المواصفات تطلق حملة رقابية التأكد من سلامة حليب الرضع في الأسواق    صنعاء : فاعل خير يفرج عن 48 سجينا معسرا    الأحزاب ترحب بالتضامن الشعبي الواسع مع السعودية وتدعو لتعزيز حضور الدولة من الداخل    البعثة الأممية لدعم اتفاق الحديدة تنهي اعمالها    اليمنية تستأنف رحلات عدن – عمّان ابتداءً من 1 إبريل    القائم بأعمال وزير الاقتصاد يلتقي التجار والقطاع الخاص خلال اليوم المفتوح    إيران وأدواتها    طوفان عدن.. السيادة الشعبية في مواجهة الاستهدافات السياسية    تعز.. مقتل وسيط قبلي مقرب من البركاني    الترند..ثورة التطبيع وإعادة صياغة المفاهيم    أنشيلوتي: الدفاع القوي هو مفتاح البرازيل للتتويج بكأس العالم 2026    وزير الدفاع الأمريكي: روسيا والصين تدعمان إيران ومحادثات إنهاء الحرب تكتسب زخماً كبيراً    مؤتمر صحفي: خسائر قطاع الاتصالات والبريد تتجاوز 6.265 مليار دولار    حضرموت ترفض الوصاية: خطاب ساخر يكشف الغضب الشعبي من "تجار المواقف"    وزير الدفاع: بناء الدولة وترسيخ الاستقرار لا يتحققان إلا من خلال تفعيل النظام والقانون    ضغوط الطاقة تدفع الذهب نحو خسارة شهرية تاريخية    العراق يواجه بوليفيا غدا    أمريكا تخطط لإجبار دول الخليج على تحمل نفقات العدوان على إيران    توجه سعودي إماراتي لتفجير الأوضاع وسط غضب شعبي بالمحافظات الجنوبية    هذا الرئيس اللعنة    عصابات بن حبريش تختطف وقود كهرباء المهرة وتدفع المواطنين نحو العتمة    محافظ عدن يهدد إعلامي بالحبس.. سقوط أخلاقي وسياسي يكشف عقلية البلطجة وقمع الكلمة    قبيلة يافع تصدح: لا للعنصرية والإقصاء... حقوقنا خط أحمر    اندلاع حريق في ناقلة نفط بعد استهدافها في الخليج العربي    تقرير أممي: تحسن الأمن الغذائي في اليمن بشكل طفيف    بيوتٌ لا تموتْ    دراسة: خطاب الإصلاح منسجم مع ممارساته والحملات ضده مسيّسة ومناقضة للواقع    أدب الروح بين التأمل والفلسفة: قراءة نقدية في «تعاليل وتباريح روحانية» ل"خولة الأسعد"    أدب الروح بين التأمل والفلسفة: قراءة نقدية في «تعاليل وتباريح روحانية» ل"خولة الأسعد"    أطلقتا من اليمن.. الجيش الإسرائيلي يعلن اعتراض مسيّرتين فوق إيلات    الفريق الصبيحي يشدد على ضرورة توجيه الجهود الدولية والتنموية نحو المناطق المحررة    "وثيقة" حضرموت.. تعميم بمنع حمل السلاح في المحافظة والمحافظ يوجه الجيش والأمن بتنفيذه    اجتماع بتعز يقر تسيير قافلة إغاثية ل 1500 أسرة متضررة من السيول بمديريات الساحل    لا ترمِها بعد اليوم! الفوائد المذهلة لقشور الجوز    مرض السرطان ( 5 )    "سنعود".. مسرحية لنازحين ببيروت تجسد المقاومة الثقافية ضد اسرائيل    عدن.. نقل عريس إلى العناية المركزة بسبب منشط جنسي    اتحاد كرة القدم ينفي تأجيل انطلاق الدوري اليمني    اتحاد كرة القدم ينظم دورة تنشيطية للحكام استعدادا للدوري اليمني    الزامل اليمني وملحمة النصر..    أحمد قعبور يغادر تاركاً إرثاً فنياً يخلّد القضية الفلسطينية    الاتحاد الآسيوي يقر تأجيل مباراة المنتخب الوطني ونظيره اللبناني إلى مطلع يونيو المقبل    صمود الإمارات يعكس قوة النموذج لا مجرد القدرات الدفاعية    اللهم لا شماتة    إشكالية الرواية والتدوين بين قداسة النص وإشكالات النقل    محمد صلاح يعلن رحيله عن ليفربول .. ما هي وجهة صلاح المقبلة؟    البرلماني اليمني أحمد سيف حاشد يواجه المرض والحياة في الغربة وسط صمت رسمي مستمر    العيد ولعبة الكراسي    صنعاء : تعميم هام .. بشان صلاة العيد ..!    رسمياً.. 3 دول تفاجئ العالم باعلان الخميس أول أيام عيد الفطر    وزارة الأوقاف:الخميس متمم لشهر رمضان والجمعة أول ايام عيد الفطر    شبوة.. عندما يبكي التاريخ في حضرة التقسيم    







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.