مبيعات قياسية للسيارات في الصين بدعم من الحوافز الحكومية    2300 شخص ضحية التغير المناخي في أوروبا خلال 10 أيام    ديمبيلي أمام فرصة لتتويج موسم استثنائي يقوده للكرة الذهبية    ماذا نتوقع من مؤتمر صيف 2025 لهواتف "غالاكسي"؟    الرئيس العليمي يشيد بجهود الأجهزة الأمنية والعسكرية بالمهرة ويوجه بتعزيز حضور الدولة    حارس ميسي يوقع عقدا ب15 مليون دولار لمواجهة لوغان بول    إنريكي يستقر على توليفة باريس لقهر الريال    علماء يحلون لغز جمجمة "الطفل الغريب"    خبير: البشرية على وشك إنتاج دم صناعي    هل للصوص الأراضي علاقة باشعال الحرائق في محمية الحسوة (صور)    تشيلسي يتخطى فلومينينسي ويتأهل إلى نهائي كأس العالم للأندية    استنكار واسع لاختطاف الشيخ الزايدي بالمهرة    هآرتس: وقف العدوان على غزة هو الحل الأفضل لتجنب صواريخ اليمن    العلاج بالحجامة.. ما بين العلم والطب والدين    سلطة حضرموت ترد على نائب البركان.. رجال الدولة لا يستقون معلوماتهم من الإشاعات    جنوبية حضرموت قبل الاستقلال في30 نوفمبر1967 (3 وثائق)    ضابط استخبارات بريطاني سابق يكشف صناعة الغرب ل"داعش"    لحج.. النيابة تُصدر قرارًا بعدم إقامة دعوى ضد الصحفية هند العمودي    7 يوليو: اجتياح لا وحدة.. وطمس لا شراكة    هم شهود زور على انهيار وطن    السقلدي يكشف عن القوى التي تسيطر على المهرة واسباب الحضور الباهت للانتقالي    تغاريد حرة .. سيحدث ولو بعد حين    (دليل السراة) توثيق جديد للفن والأدب اليمني    صنعاء .. الاعلام الحربي ينشر تسجيل مرئي للسفينة "ماجيك سير" من الاستهداف إلى الغرق    ولادة على خط النار    لندوة علمية بعدن حول (حوكمة الجامعات)    اختتام ورشة تدريبية حول السند القانوني لاستعادة الدولة الجنوبية بالعاصمة عدن    تظاهرات في مدينة تعز تطالب برحيل المرتزقة ..    تصل لخلل الجهاز العصبي.. أخطار الشاشات الرقمية على نمو الأطفال    أضرار السهر وتأثيره على الصحة الجسدية والنفسية    التعرفة بالريال السعودي.. كهرباء المخا من منحة إماراتية إلى مشروع استثماري    مايضير أوينفع الشاة بعد ذبحها    تدشين العمل بمشروع طريق اللصيب – خدير البريهي في ماوية    ذمار تحصد 17مركزا ضمن أوائل الجمهورية    الزهري يترأس اجتماعًا للجان المجتمعية بخور مكسرالزهري يترأس اجتماعًا للجان المجتمعية بخور مكسر ويؤكد على تعزيز دورها الخدمي والتنموي ويؤكد على تعزيز دورها الخدمي والتنموي    استقرار أسعار الذهب عالميا مع تزايد القلق من الرسوم الجمركية الأمريكية    انباء عن تعرض سفينة تجارية ثانية لهجوم في البحر الاحمر    - وفاة عميد المخترعين اليمنيين المهندس محمد العفيفي صاحب الأوتوكيو ومخترع ال 31 ابتكارا    الرصاص يتفقد سير العملية التعليمية والتربوية في البيضاء    مونديال الأندية.. فيفا يلغي مباراة المركز الثالث    اكتشاف مدينة مفقودة في بيرو عاصرت حضارات مصر القديمة وبلاد الرافدين    شرطة تعز تمهل الجهات المختصة 24 ساعة لحل أزمة مياه الشرب وتؤكد أنها لن تقف عاجزة    الهلال السعودي يتعاقد مع اللاعبة الفرنسية حمراوي    أمم أوروبا سيدات.. إسبانيا تكتسح بلجيكا بسداسية    النجدة بصنعاء تستعيد 41 سيارة مسروقة    الخبير المعالج الصلوي: الطب الشعبي مكملاً للطب العام ، في عدة مجالات    الفصل الخامس    بعد ليزا نيلسون.. فنان فرنسي يتهم مها الصغير ب"سرقة" لوحاته    صنعاء .. التأمينات الاجتماعية تعلن صرف مرتبات المتقاعدين وتستعد للانتقال للمحفظة الإلكترونية    تحسن ملحوظ في خدمة الكهرباء بعدن عقب وصول شحنة وقود إسعافية    مدرب الناشئين:سنتيح الفرصة لاستكشاف المواهب على امتداد خارطة الوطن    الإعلام الأمني: تسجيل 23 حالة انتحار خلال يونيو ومأرب وتعز تتصدران القائمة    مصر.. اكتشاف مقابر أثرية تحمل زخارف مدهشة في أسوان تعود للعصرين اليوناني والروماني    أين علماؤنا وفقهاؤنا مع فقه الواقع..؟    العام الهجري الجديد آفاق وتطلعات    (نص + فيديو) كلمة قائد الثورة بذكرى استشهاد الإمام الحسين 1447ه    لا يحق لإمام المسجد رفض أمر ولي أمر المسلمين بعزله من الامامة    عاشوراء.. يوم التضحية والفداء    







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.