"ما هي خلايا وقود طاقة الهيدروجين؟
ما هي سلبيات خلايا وقود طاقة الهيدروجين؟

بشكل عام تعتبر خلايا وقود طاقة الهيدروجين إحدى تلك التقنيات التي تمنحنا الكثير من الأمل في المستقبل القريب، وإذا تمكنا من إيجاد طريقة ميسورة التكلفة لفصل الهيدروجين عن الماء فلدينا وقود سهل الاستخدام وآمن بطرق متنوعة ولن يتسبب في انبعاثات غازات الدفيئة الإضافية، وعلى الرغم من وجود مخاطر لاستنفاد طبقة الأوزون في اقتصاد كامل يتميز بهذه التكنولوجيا فإنها لا تزال هناك العدد من الطرق للبقاء متنوعاً للحد من الضرر، والخلاصة التي نواجهها هي: تغير المناخ هنا، ومهما كان السبب وراء وجودها فيوجد هناك خطوات معقولة يمكننا حقاً اتخاذها للحد من تأثيرها في حياتنا.

 

ما هي خلايا وقود طاقة الهيدروجين؟

 

هي عبارة عن خلايا تعمل على توليد الكهرباء من خلال تفاعل كهروكيميائي، حيث يتم الجمع بين الهيدروجين والأكسجين في خلايا الوقود هذه لتوليد الكهرباء والحرارة والماء، وتُستخدم خلايا الوقود حالياً في مجموعة من التطبيقات؛ وذلك بدءاً من توفير الطاقة للمنازل والشركات والمباني إلى الحفاظ على المرافق الحيوية مثل: مراكز البيانات والمستشفيات وأيضاً تحريك مجموعة متنوعة من المركبات بما في ذلك السيارات والحافلات والشاحنات والقطارات.

 

ما هي سلبيات خلايا وقود طاقة الهيدروجين؟

 

خلايا وقود الهيدروجين لا تعمل في كل حالة حتى الآن: نحتاج عادةً إلى تخزين مواردنا من الوقود أو الطاقة في الوقت الحالي حتى نتمكن من استخدامها عند الحاجة، وتعتبر الطريقة الوحيدة للحفاظ على الهيدروجين هي استخدام ما يصل إلى 700 بار ضغط أو الاحتفاظ به كسائل عند درجة حرارة منخفضة، وهذا يعني أنه يجب علينا استخدام طاقة إضافية للحفاظ على هذا المورد حتى نزيد استخدامه، ونظراً لأن ذلك يتطلب ضغطاً كبيراً فإن عدم القيام بذلك يمكن أن يزيد من قابلية احتراق هذا الوقود، مما قد يقلل من حدود قابلية الاشتعال بنسبة تصل إلى حوالي 75?، ويمكننا حتى تجربة هذا العيب مع تسرب بطيء من خلية الوقود نفسها.

 

لا تزال توجد هناك بعض المخاطر على البيئة التي يجب مراعاتها مع خلايا الوقود الهيدروجينية: إذا قمنا بإطلاق الهيدروجين على شكل غاز في بيئتنا بكميات كبيرة فإننا سنخلق تأثيراً سلبياً على طبقة الأوزون، والذي يمكن أن يكون شديداً مثل ما فعلته مركبات الكربون الكلورية فلورية في الجيل السابق، وعلى الرغم من أنها تتطلب اقتصاد هيدروجين واسع النطاق إلا أنها مشكلة لا ينبغي إغفالها، فلا يمكننا السماح للغاز بالتراكم إذا أردنا حقاً مواصلة العمل لتحسين استدامة البيئة، وأيضاً ستؤدي إضافة غاز الهيدروجين إلى غلافنا الجوي إلى إنشاء المزيد من الماء على ارتفاع أعلى، وهذا يعني أننا يمكن أن نشهد مستويات أعلى من الإشعاع على مستوى الأرض ونرى الطفرات في النباتات والتحولات في أنماط الطقس التي يمكن أن تغير مواسم النمو لدينا.

 

تكلفة تخزين خلايا وقود طاقة الهيدروجين غالية بما يكفي لدرجة أنها باهظة بالنسبة لمعظم الناس: منذ عام 2006 انخفضت تقديرات تكلفة تخزين خلايا وقود الهيدروجين بأكثر من 50?، ولكنها أيضاً لا تزال عند 53 دولاراً للكيلوواط عند النظر إلى الأكوام اللازمة لسيارة حديثة، وإن هذه النفقات أعلى بكثير مما نواجهه مع البنزين خاصة عندما ننظر إلى حساب فصل الغاز بدلاً من تنقية الهيدروكربون، وأيضا لا تزال هذه التكلفة أقل من الكهرباء عند النظر إلى هذا العيب من وجهة نظر السيارات، ولكن لا يزال من الأرخص في هذه اللحظة العمل على الديزل أو البنزين أو البروبان عندما يكون لدينا حاجة معينة للتعامل معها.

 

يجب تنظيم درجات الحرارة لخلايا وقود طاقة الهيدروجين لتعظيم استخدامها: مثلاً إذا كنا نرغب في تشغيل خلايا وقود الهيدروجين بأعلى معدل لها فإنه يجب علينا الحفاظ على ظروف درجة الحرارة – أي بأقل من (212 درجة فهرنهايت) في جميع الأوقات، وعندما قد ترتفع درجات الحرارة فوق هذا المستوى فلن نتلقى نفس مستويات كفاءة الوقود عند القيادة، فعلى سبيل المثال لا تعمل أغشية تبادل البوليمر، والتي تشكل جزءاً من تكوين خلية الوقود بشكل جيد عند تعرضها لمستويات حرارة عالية، وهذا هو سبب عدم حدوث عملية التحول من البنزين إلى الهيدروجين عادةً، ومع ذلك ينتج محرك الاحتراق الداخلي التقليدي الكثير من الحرارة.

 

حالياً إن خلايا وقود الهيدروجين ليست مصدر طاقة متجددة: لدينا خيار إنتاج الهيدروجين من الموارد المتجددة، ولكن لا توجد بنية تحتية كافية في الوقت الحالي لجعله خياراً قابلاً للتطبيق، وهذا قد يعني أننا نستخدم الوقود الأحفوري لإنتاج الهيدروجين، لذلك فهو ليس صديقاً للبيئة كما يزعم بعض المؤيدين، حيث لا يزال هناك عدد أقل من الانبعاثات بشكل عام لأننا لا ننشئ أي نفقات من ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية الاستهلاك، وإن كل شيء حتى مع نقطة استخدام المستهلك لا تزال تدفع نفس نفقات غازات الاحتباس الحراري مثل أي وقود آخر قائم على الهيدروكربونات.

"