نفذت الكلية الجامعية بالقنفذة بالتعاون مع قسم الكيمياء بالكلية ووكالة الكلية للدراسات العليا والبحث العلمي اليوم حلقة علمية رابعة لعام 1441هــ بعنوان "الهيدروجين وقود المستقبل: خلايا الوقود" قدمها الدكتور علي الوجداني على مسرح الكلية بحضور وكيل الدراسات العليا والبحث العلمي الدكتور يحيى مزهر الزهراني.
وأوضح الوجداني في محاضرته أن الوقود الأحفوري يمدنا بحوالي 85.5% من الاحتياج العالمي للطاقة لافتاً النظر إلى أنه مع زيادة الطلب عليه، وبقائه المصدر الوحيد للطاقة الذي نعتمد عليه، فإنه سيأتي اليوم الذي ينضب فيه هذا المصدر ليس هذا فحسب بل ولاعتبارات بيئية وإستراتيجية أيضا لا بد من البحث عن مصادر بديلة له، تحل أزمة التلوث والانحباس الحراري، وتحل أزمة الاقتصاد العالمي المرتبط عضوياً بالطاقة وبمادة النفط الخام.
وأفاد أنه بعد عدة تجارب والمقارنة فيما بينها ارتأى العلماء إلى اختيار الهيدروجين ليكون بديلا لأكثر مصادر الطاقة ملاءمة من مصادر الوقود الأخرى وذلك لعدة أسباب منها تميز الهيدروجين بكتلة حجمية تقدر بـ0.08 (kg/m3) حيث أنه أخف بـ55 مرة من أبخرة البنزين وبحوالي 9 مرات من الميثان لنفس الكتلة, كما أنه أكثر أماناً من أبخرة البنزين والميثان والغاز الطبيعي، حيث أنه يتمتع بأعلى درجة حرارة للاشتعال التلقائي في الهواء (0C 585) وأقل طاقة متفجرة وأقل سرعة تفجير إلى جانب تميز الهيدروجين بأعلى كفاءة طاقية كتلية بما يعادل 143 مليون جول لكل كيلوغرام من الهيدروجين وهي أعلى بحوالي مرتين ونصف من الكفاءة الطاقية الكتلية للغاز الطبيعي و3 مرات أعلى من مشتقات النفط ومن 5 إلى 7 أضعاف من الفحم بكل أنواعه وأكثر من 7 أضعاف من الميثانول مؤكداً أن كل هذه الخصائص تجعل منه الأكثر أمانا على عكس ما كان معتقداً, والأكثر كفاءة طاقية من كل أشكال الوقود الأحفوري مما يجعل الهيدروجين وقود المستقبل دون منازع.
وأوضح أن غاز الهيدروجين يتم تحضيره من الغاز الطبيعي أو الغازات البترولية بالأكسدة الجزيئية أو التعديل ببخار الماء وكذلك بواسطة التحلل الكهروكيميائي للماء وعن طريق اختزال بخار الماء بالكربون "طريقة بوش", وأيضا بإمرار بخار الماء على الحديد السائل أو الساخن "طريقة لين" وكذلك استخلاص الهيدروجين من الغازات الصناعية وبتفاعل السليكون مع هيدروكسيد الصوديوم.
وقال الوجداني: "وسط التحديات التي يتعرض لها العلماء للبحث عن وقود المستقبل الجديد سطعت في الآفاق مجدداً خلايا الوقود (fuel cell) كبديل شامل وعام بدلاً من الوقود الأحفوري موضحا أن خلايا الوقود هي صورة من صور تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في الهيدروجين ومركباته وخصوصا الهيدروكربونية مثل "الغاز الطبيعي أو الميثانول" إلى طاقة كهربائية مباشرة بالاستعانة بالأكسجين أو الهواء الجوي.
وأضاف أن من أهم مميزات خلايا الوقود أنها تُعطي مستوى عالياً جداً من الكفاءة والأمان مقارنةً بغيرها، نتيجةً لقدرتها على تحويل الطاقة الكيميائية إلى كهربائية بشكل مباشر وبكفاءتها العالية كونها لا تضيع أياً من هذه الطاقة إلى جانب عمليّة صيانتها سهلة جداً وبسيطة، كما أنها تستمرّ لفترة طويلة جداً وتستخدم حسب الحاجة، وذلك من خلال التحكم في حجمها، بالإضافة إلى أنها لا تصدر عنها أيّ ملوثات؛ بل تكوّن كهرباء ومياه صالحة للشرب أيضاً، فتعتبر مصدراً نظيفاً للطاقة.
وأوضح الوجداني في محاضرته أن الوقود الأحفوري يمدنا بحوالي 85.5% من الاحتياج العالمي للطاقة لافتاً النظر إلى أنه مع زيادة الطلب عليه، وبقائه المصدر الوحيد للطاقة الذي نعتمد عليه، فإنه سيأتي اليوم الذي ينضب فيه هذا المصدر ليس هذا فحسب بل ولاعتبارات بيئية وإستراتيجية أيضا لا بد من البحث عن مصادر بديلة له، تحل أزمة التلوث والانحباس الحراري، وتحل أزمة الاقتصاد العالمي المرتبط عضوياً بالطاقة وبمادة النفط الخام.
وأفاد أنه بعد عدة تجارب والمقارنة فيما بينها ارتأى العلماء إلى اختيار الهيدروجين ليكون بديلا لأكثر مصادر الطاقة ملاءمة من مصادر الوقود الأخرى وذلك لعدة أسباب منها تميز الهيدروجين بكتلة حجمية تقدر بـ0.08 (kg/m3) حيث أنه أخف بـ55 مرة من أبخرة البنزين وبحوالي 9 مرات من الميثان لنفس الكتلة, كما أنه أكثر أماناً من أبخرة البنزين والميثان والغاز الطبيعي، حيث أنه يتمتع بأعلى درجة حرارة للاشتعال التلقائي في الهواء (0C 585) وأقل طاقة متفجرة وأقل سرعة تفجير إلى جانب تميز الهيدروجين بأعلى كفاءة طاقية كتلية بما يعادل 143 مليون جول لكل كيلوغرام من الهيدروجين وهي أعلى بحوالي مرتين ونصف من الكفاءة الطاقية الكتلية للغاز الطبيعي و3 مرات أعلى من مشتقات النفط ومن 5 إلى 7 أضعاف من الفحم بكل أنواعه وأكثر من 7 أضعاف من الميثانول مؤكداً أن كل هذه الخصائص تجعل منه الأكثر أمانا على عكس ما كان معتقداً, والأكثر كفاءة طاقية من كل أشكال الوقود الأحفوري مما يجعل الهيدروجين وقود المستقبل دون منازع.
وأوضح أن غاز الهيدروجين يتم تحضيره من الغاز الطبيعي أو الغازات البترولية بالأكسدة الجزيئية أو التعديل ببخار الماء وكذلك بواسطة التحلل الكهروكيميائي للماء وعن طريق اختزال بخار الماء بالكربون "طريقة بوش", وأيضا بإمرار بخار الماء على الحديد السائل أو الساخن "طريقة لين" وكذلك استخلاص الهيدروجين من الغازات الصناعية وبتفاعل السليكون مع هيدروكسيد الصوديوم.
وقال الوجداني: "وسط التحديات التي يتعرض لها العلماء للبحث عن وقود المستقبل الجديد سطعت في الآفاق مجدداً خلايا الوقود (fuel cell) كبديل شامل وعام بدلاً من الوقود الأحفوري موضحا أن خلايا الوقود هي صورة من صور تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في الهيدروجين ومركباته وخصوصا الهيدروكربونية مثل "الغاز الطبيعي أو الميثانول" إلى طاقة كهربائية مباشرة بالاستعانة بالأكسجين أو الهواء الجوي.
وأضاف أن من أهم مميزات خلايا الوقود أنها تُعطي مستوى عالياً جداً من الكفاءة والأمان مقارنةً بغيرها، نتيجةً لقدرتها على تحويل الطاقة الكيميائية إلى كهربائية بشكل مباشر وبكفاءتها العالية كونها لا تضيع أياً من هذه الطاقة إلى جانب عمليّة صيانتها سهلة جداً وبسيطة، كما أنها تستمرّ لفترة طويلة جداً وتستخدم حسب الحاجة، وذلك من خلال التحكم في حجمها، بالإضافة إلى أنها لا تصدر عنها أيّ ملوثات؛ بل تكوّن كهرباء ومياه صالحة للشرب أيضاً، فتعتبر مصدراً نظيفاً للطاقة.
