الطاقة النظيفة

تعرَّف على الطُرق المختلفة لـ إنتاج الهيدروجين ” وقود المستقبل “

اتِّجاه عالمي للاعتماد على الهيدروجين

تتعدد طرق إنتاج الهيدروجين من خلال مجموعة العمليات الكيميائية و تُعد الطريقة الكيميائية هي الأكثر استخداماً لإنتاج الهيدروجين في الوقت الحالي عبر إجراء عملية  إصلاح بخاري للهيدروكربونات.

الإصلاح البُخاري لـ إنتاج الهيدروجين

يُعد الوقود الأحفوري المصدر الرئيسي لإنتاج الهيدروجين في الصناعة ، و يمكن تطبيق عملية إصلاح بخاري على الهيدروكربونات باختلافها و خاصة على أبسطها مثل غاز الميثان أو على  الغاز الطبيعي و ذلك عند درجات حرارة مرتفعة تتراوح بين 700–1100°س يمرر بخار الماء  H2O على الميثان في تفاعل ماص للحرارة  ليعطي غاز الاصطناع، و هو مزيج من غازي الهيدروجين و أحادي أكسيد الكربون

CH4 + H2O → CO + 3H2

و في مرحلة ثانية تتولّد كميات إضافية من الهيدروجين نتيجة حدوث التفاعل الناشر للحرارة و هو تفاعل انزياح ماء-غاز :

CO + H2O → CO2 + H2

و يحدث خلال هذا التفاعل عملية تجريد لذرة أكسجين من بخار الماء المضاف من أجل أكسدة CO إلى CO2 ، عملية الأكسدة هذه تزود الوسط بالطاقة، و يمكن تزويد العملية بالطاقة من خلال حرق قسم من الميثان.

طرق أخرى لـ إنتاج الهيدروجين من الوقود الأحفوري

 أكسدة جزئية

يمكن إجراء عملية أكسدة جزئية للهيدروكربونات بإدخال مزيج من الوقود و الهواء في وحدة الإصلاح، مما يولّد غاز اصطناع غني بالهيدروجين ، و يمكن التمميز بين نوعين من عملية الأكسدة الجزئية ، و هما الأكسدة الجزئية الحرارية ( TPOX ) أو الأكسدة الجزئية الحفزية ( CPOX ) ، و يجري التفاعل الكيميائي وفق ما يلي :

CnHm + n/2 O2 → n CO + m/2 H2

 إصلاح بلازمي

من الطرق الحديثة لـ إنتاج الهيدروجين استخدام حرّاق بلازما لحرق الهيدروكربونات لتحويلها إلى أسود الكربون و غاز الهيدروجين دون تشكل غاز ثنائي أكسيد الكربون CO2 ، و تدعى هذه العملية باسم عملية كفيرنر Kværner-process نسبة إلى الشركة النرويجية التي ابتدعتها في ثمانينات القرن العشرين ، و تجري حالياً الأبحاث لتطوير كفاءة هذه الطرق والتي تدعى تغويز البلازما .

من الماء ( التحليل الكهربائي )

ينتج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للماء و لكن على نطاق ضيق صناعياً ، و هنالك ثلاثة أنواع من خلايا التحليل الكهربائي للماء و هي :

خلايا تحليل الأكسيد الصلب (SOEC’s) و خلايا تحليل الغشاء البوليميري (PEM) و خلايا تحليل قلوية (AEC’s) .

و هنالك اقتراحات عدة للتقليل من استهلاك الطاقة اللازمة لعملية التحليل الكهربائي و ذلك بإجراء عملية التحليل الكهربائي عند درجات حرارة مرتفعة، عادة حوالي 800°س، و في نفس الوقت تأمين مصدر لهذه الطاقة مثل الطاقة الصادرة عن حرق المخلفات الصناعية أو من المحطات النووية، أو من الطاقة الشمسية المركزة .

إنتاج الهيدروجين عبر دورة كيميائية حرارية

و يجمع أسلوب الدورة الكيميائية الحرارية  استخدام مصادر كيميائية و حرارية لفصل الماء إلى مكوناته من الهيدروجين و الأكسجين يستخدم للفظ دورة لأن المواد المستخدمة في هذه العملية يعاد تدويرها .

طريقة فيروسليكون

يستخدم الفيروسليكون لإنتاج الهيدروجين بشكل سريع و فعال على نطاق ضيق ، تتضمن الطريقة استعمال كل من هيدروكسيد الصوديوم  و الفيروسليكون و الماء و مزجها مع بعضها البعض ، و يملأ وعاء ضغط بالهيدروكسيد و الفيروسليكون ثم تضاف كميات مدروسة من الماء، ينتج عنها الهيدروجين و بخار الماء بالإضافة إلى سيليكات الصوديوم .

تابعنا على جوجل

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى