عوائق استخدام الهيدروجين كوقود

الهيدروجين هو واحد من العناصر الأكثر انتشارا في الكون، وهو غاز عديم الرائحة واللون وغير سام، ويتميز بخصائص كيميائية وفيزيائية تؤهله كوقود، حيث تكون القدرة الحرارية الكتلية عند الهيدروجين عالية وتعادل 120 ميجاجول لكل كيلو جرام وهي 33 مرة أعلى من القدرة الحرارية للبنزين.

يعد الهيدروجين من أبسط العناصر التي عرفها الإنسان، حيث يتألف من إلكترون واحد وبروتون واحد، ويشكل 30% من كتلة الشمس و 90% من مكونات الكون. ويحتل الهيدروجين المرتبة الثالثة في توفر العناصر على سطح الأرض، ويتكون من جزيء ثنائي الذرة، ولا يوجد بشكل منفرد بل يرتبط دائما بعنصر آخر، فهو يترتبط بالكربون ليشكل مركبات أخرى مثل البترول والميثان، ويترتبط بالأكسجين ليشكل الماء.

طريقة فصل الهيدروجين عن مكونات الماء والأكسجين : يمكن تجزيء الماء إلى هيدروجين وأكسجين عن طريق التحليل الكهربائي أو التحليل الحراري أو استخدام الطاقة الشمسية. نجح بعض العلماء في مركز الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة في فصل الهيدروجين من الماء وتحويله إلى طاقة كهربائية باستخدام شعاع شمسي بنسبة 12.5%. ومع ذلك، هناك عائق يواجههم وهو تكلفته الباهظة للغاية. تكلفة هذا الجهاز مرتفعة لأن الهيدروجين الناتج يستخدم لشحن خلايا الوقود التي تعرف بالبطاريات الهيدروجينية، وتقوم هذه البطاريات بتوليد الماء والطاقة الكهربائية دون إحداث أي تلوث بيئي أو انبعاثات غازية سامة.

المشاكل البيئية المحتملة : هناك العديد من المشاكل البيئية في مجتمعاتنا، والسبب الرئيسي لذلك هو الاستهلاك المفرط للمصادر، حيث تعتمد معظم الطاقة المستخدمة في العالم على الوقود الحفري، ولكن في الوقت الحالي، يحاول العالم الاعتماد على الطاقة المتجددة التي لا تلوث البيئة ولا تنفد، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ولكن هذه الطاقة غير متوفرة بشكل مستمر، بالإضافة إلى عدم قدرتها على التخزين لفترات طويلة.

بي ام دبليو تصنع سيارة بوقود الهيدروجين : شركة بي أم دبليو نجحت فعلا في تصنيع سيارة تعمل بالهيدروجين كوقود بديل للبنزين، حيث أجرت تجاربها على خمسة عشر سيارة، وسعة محرك جميع السيارات لا تزيد عن سبعة لترات، وتكلفتها مثل تكلفة السيارة العادية، وسيتم طرحها في العام القادم، ولكن هناك مشكلة في عدم وجود محطات وقود لهذه السيارات، فكيف ستتم قبولها من قبل الناس؟ فعدد السيارات التي تعمل بالهيدروجين قليلة جدا، فلماذا توافق شركات محطات الوقود على بناء تلك المحطات؟ إن المعادلة صعبة حيث يصعب إيجاد حلول لها على الرغم من وجود الهيدروجين بكمية كبيرة في الماء  .

العوائق التي تقف أمام استخدام الهيدروجين كوقود : توجد مشكلة رئيسية في استخدام الهيدروجين كوقود، وهي أنه لا يتوفر في الطبيعة على شكل غاز مستقل، ويتطلب إنشاء محطات لتوزيع الهيدروجين كوقود سائل أو غازي، ولكن الهيدروجين يتحد في الماء مع الأكسجين ويكون عنصرا أساسيا في الأحماض والنشادر والكربوهيدرات، واستخراج الهيدروجين من الماء يتطلب كميات كبيرة من الطاقة ويكلف الكثير، ويتطلب استخدام صهاريج ثقيلة للغاية لتخزين الهيدروجين بحالته الغازية بسبب الضغط العالي.

يتم إجراء العديد من الأبحاث في الدول الصناعية، وتتصدرها سويسرا، لإمكانية ضغط الهيدروجين النقي في أنابيب كربونية ذات وزن مناسب للسيارات العادية. ولكن وكالة ناسا للفضاء استخدمت الهيدروجين في برنامجها الفضائي منذ سنوات، حيث يستخدمه سفن الفضاء كوقود، ويتم استخدام الوقود الهيدروجيني لتحريك النظام الكهربائي في السفينة، مما ينتج عنه الماء الذي يستخدمه الفضائيون للشرب، ولكن تكلفتها مرتفعة للغاية.

يحلم الجميع بوقود الهيدروجين، فالجميع يرغب في العيش في بيئة نظيفة وصحية خالية من ثاني أكسيد الكربون، ويتطلعون إلى توافر وقود الهيدروجين في كل مكان لحل مشكلة الاحتباس الحراري ولتوفير وقود غير مستنزف، وهذا الحلم ينتظره الكثيرون للاستغناء عن الوقود الحفري، وعلى الرغم من أن استغلال الهيدروجين كبديل للطاقة والوقود يعتبر أمرا صعبا، إلا أنه غير مستحيل  .