هیدروژن و فواید آن

هیدروژن و فواید آن

هیدروژن ساده ترین عنصر شناخته شده برای انسان است؛ هر اتم هیدروژن تنها یك پروتون و یك نوترون دارد. هیدروژن فراوانترین گاز هستی است. ستاره ها در ابتدا از هیدروژن ساخته شده بودند. انرژی خورشید از هیدروژن به دست می آید. هیدروژن توپ عظیمی از گازهای هیدروژن و هلیوم است. درون خورشید، اتمهای هیدروژن تركیب می شود و اتمهای هلیوم را پدید می آورد. این پدیده گدازه « Pusiun » انرژی پرتوهای خورشید را تولید می كند.
انرژی پرتوی خورشید باعث برقراری حیات روی زمین است. این انرژی به ما نور می دهد، باعث رشد گیاهان می شود، بادها را به جریان می اندازد، باعث بارش باران می شود. این انرژی در سوختهای فسیلی ذخیره شده است. بیشتر انرژی مصرفی ما در حال حاضر از خورشید منشأ می گیرد.

هیدروزن گازی (H2) روی زمین وجود ندارد. این عنصر همیشه به صورت تركیبی است. به طور مثال، تركیب با اكسیژن (H2O – آب) تركیب هیدروژن با كربن تركیبات شیمیایی متفاوتی مانند متان (CH4) و زغال و نفت را به دست می دهد . همچنین، هیدروژن در تراكم زیست و مواد عالی یافت می شود. هیدروژن از نظر امروزی بیشترین محتوای انرژی هر سوخت را دارد؛ اما از نظر حجمی، كمترین فشار عادی به صورت گاز وجود دارد. هیدروژن می تواند انرژی را ذخیره كند. بیشتر انرژی كه ما امروزه مصرف می كنیم از سوختهای فسیلی به دست می آید. تنها ۶% منابع انرژی از منابع تجدیدپذیرند؛ زیرا این انرژیها تمیزتر و مناسب استفاده تر در طول یك زمان كوتاه اند.
منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشید و باد نمی توانند همه وقت انرژی تولید كند. خورشید همیشه نمی تابد و باد همیشه نمی وزد. منابع تجدیدپذیر در زمان و مكانی كه ما نیاز داریم انرژی تولید نمی كند. ما نمی توانیم منابع انرژی زیادی برای تولید هیدروژن استفاده كنیم؛ هیدروژن می تواند انرژی را در زمان و مكانی كه ما نیاز داریم تأمین کنید.

هیدروژن انتقال دهنده انرژی:
هر روز ما انرژی برقی بیشتری مصرف می كنیم. برق منبع ثانویه انرژی است؛ منابع ثانویه انرژی كه گاهی به آنها ناقلهای انرژی هم گفته می شود انرژی را به مصرف كننده می رساند. از آنجا كه استفاده و انتقال برق برای ما آسانتر است، ما انرژیها را به انرژی برق تبدیل می كنیم. برق به ما نور، گرما، آب داغ، غذای سرد، تلویزیون، رایانه می دهد. زندگی بسیار سخت می شد، اگر ما مجبور بودیم زغال بسوزانیم، اتم بشكافیم، یا سدهای خود رابسازیم؛ پس انرژی زندگی را ساده تر كرده است.
هیدروژن ناقل انرژی برای آینده است. این عنصر سوخت تمیزی است كه می توان آن را در جاهایی جایگزین کرد كه ما بسختی از برق استفاده می كنیم. فرستادن برق در مسیرهایی طولانی ۴ برابر بیشتر از حمل دریایی هیدروژن به صورت خطوط لوله ای هزینه دارد.

هیدروژن چطور ساخته می شود؟
از آنجا كه هیدروژن گازی در زمین وجود ندارد، ما باید آن را بسازیم. با جدا كردن هیدروژن از آب، تراكم زیست یا گاز طبیعی از منابع محلی هیدروژن می سازیم. دانشمندان حتی كشف كرده اند كه بعضی جلبكها و باكتریها هیدروژن تولید می كنند. تولید هیدروژن در حال حاضر بسیار گران است؛ اما فنون جدیدی برای این كار در حال توسعه است. هیدروژن را می توان برای خدمات رفاهی مركزی بزرگ یا دستگاههای كوچك با كاربرد محلی تولید کرد. از این رو، انعطاف پذیری هیدروژن یكی از امتیازات عمده آن است .

كاربردهای هیدروژن:
هیدروژن در صنعت به مصرف پالایش و پرداخت فلزات و فراوری غذاها می رسد.NASA اولین كاربر هیدروژن به عنوان ناقل انرژی است كه هیدروژن را برای سالها در برنامه فضایی مورد استفاده قرار داد. تنها محصول فرعی در چنین فرایندهایی آب است كه خدمه موشك از آن برای نوشیدن استفاده می كند. سلولهای سوختی هیدروژن یا باتریهای هیدروژنی برق تولید می كند. آنها كارایی بسیاری دارند، اما ساخت آنها گران است. سلولهای سوختی كوچك می توانند برق مناطق دوردست را تأمین كند.

هیدروژن به عنوان سوخت:
دستگاههای نیروی هیدروژنی برای مدتی ساخته نخواهند شد؛ زیرا هزینه زیادی به همراه دارد. هیدروژن ممكن است بزودی به گاز طبیعی اضافه شود تا از آلودگی دستگاههای موجود بكاهد. هیدروژن بزودی به گازوئیل اضافه خواهد شد تا آلودگی را كاهش دهد و كارایی را زیاد كند. اضافه كردن تنها ۵% هیدروژن به گازوئیل ممکن است به میزان درخور توجهی اكسید نیتروژن را (كه در آلودگی لایه اوزن بسیار مؤثر است) كاهش دهد.
موتوری كه هیدروژن خالص می سوزاند تقریباً هیچ آلودگی ندارد. شاید حدود ۱۰ تا ۲۰ سال به استفاده از خودرو شخصی مصرف كننده هیدروژن باقی مانده است.

آینده هیدروژن:
قبل از اینكه هیدروژن به عنوان سوختی مهم شناخته شود، باید سامانه های جدید زیادی ساخت. ما به سامانه هایی نیاز خواهیم داشت كه هیدروژن بسازند ذخیره كنتور انتقال دهند. ما به خطوط لوله و سلول سوختی اقتصادی نیاز خواهیم داشت و مصرف كنندگان به فناوری و آموزش استفاده از آن نیاز خواهند داشت

منبع :

متن از academist.ir
امتیاز دهید:
1 ستاره2 ستاره3 ستاره4 ستاره5 ستاره (امتیازی داده نشده)
Loading...
برای عضویت درکانال تلگرام جم شیمی روی تصویر کلیک کنید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

محدودیت زمانی،روی فلش کلیک کنید تا کد جدید تولید شود