باحث جامعي يطالب بخوض مشروع إستراتيجي لاستخدام وقود الهيدروجين في السيارات

خلص باحث جامعي إلى أن استخدام الهيدروجين كوقود لسيارات المستقبل يعتبر مشروعا استراتيجياً وحيويا على المستوى الوطني مطالبا بأخذه بعين الاعتبار والاستفادة من تجارب الدول الأخرى وضرورة وضع خطة مستقبلية لإنشاء محطات تزويد بالهيدروجين بشكل يؤمن سهولة وسرعة الحصول عليه إضافة إلى إنشاء مجمعات فنية لتحويل السيارات الحالية إلى سيارات تعمل بالهيدروجين.
وبين الدكتور هيثم أسمر في دراسته أهمية الخطوة تبعا لما أقرته الأبحاث العالمية ذات العلاقة من أن النسبة الأكبر من الغازات السامة المنبعثة تسببها سيارات البنزين والمازوت. ورأى الباحث الشاب الذي يعمل أستاذا مساعدا في كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية بجامعة تشرين أن استخدام الهيدروجين وقوداً للسيارات يخفض الغازات المنبعثة بمقدار 60% إضافة إلى انعدام العوائق الكربونية.
وقدم أسمر بحثه بالاعتماد على الأسس النظرية لاستخدام الهيدروجين كوقود وخاصة التجارب العلمية للشركات المصنعة للسيارات، موضحاً أن ذلك يعد خيارا مغريا إذ يمكن تحضيره من مجموعة خامات كيميائية ومن مصادر طاقة أخرى كمصادر الطاقة المتجددة ومن مصادر نووية وكذلك من مصادر الوقود الأحفوري.
واعتبر الباحث أن أهم مزايا الهيدروجين تنبع من كونه غازا نظيفا غير سام يمكنه أن يشكل مصدر طاقة للآلات عند احتراقه بالأوكسجين باعثا الحرارة ومخلفا الماء فقط كمنتج ثانوي، مؤكداً أن البقاء على استخدام الوقود الأحفوري يتم على حساب مستقبل البشرية.
وأوضح أسمر أن أهمية البحث تكمن في استخدام تكنولوجيا أنظف تعتمد على طاقة جديدة للمحروقات وهي طاقة الهيدروجين كوقود للسيارات أما أهداف البحث فتشمل دراسة التأثير الإيجابي لاستخدامه على البيئة المحيطة والحد من الغازات السامة المنطلقة من عوادم وسائط النقل للمحافظة على طبقة الأوزون.
وعرض أسمر للتحديات التي تواجه الهيدروجين كوقود لسيارات المستقبل وهي أن الطاقة التي تحملها كمية مقدارها 1 كغ منه تزيد على ثلاثة أضعاف الطاقة التي تحملها نفس الكمية من البنزين، مشيراً إلى أن تخزين الهيدروجين من أكثر الأمور التقنية تعقيدا فالمشكلة تكمن في كيفية تحميل السيارة ما يكفى من غاز الهيدروجين بشكل محكم وآمن لتحقيق مستوى الأداء اللازم وقطع المسافات المطلوبة.
وشدد على ضرورة إيجاد أفضل الحلول لتأمين ضبط عمليات التخزين وأمانها وتأمين الوسيلة التي تسمح بحمل ما يكفى من الهيدروجين لقطع أدنى مسافة مقبولة في يومنا هذا وهي 185 كيلومتراً في خزان وقود لا يشكل حجمه وموقعه مصدر إزعاج، وإيجاد الوسائل التي تتيح تحرر الوقود الغازي في درجات الحرارة العادية وانطلاقه بمعدلات تدفق تحقق التسارع المطلوب للسيارة على الطرق السريعة وإمكانية إعادة ملء الهيدروجين في دقائق قليلة وبأسعار مقبولة.
وأوضح أن تقنيات تخزين وقود غاز الهيدروجين ما زالت بعيدة عن تحقيق هذه الأهداف لذلك يبذل الباحثون وصانعو السيارات في مختلف القطاعات الحكومية والأكاديمية ومراكز الأبحاث في جميع أنحاء العالم جهوداً جبارة لتدارك هذه العقبات والتغلب عليها.
ومن أهم العقبات التي تواجه تزويد سيارات خلايا الوقود هو كيفية تحميلها كمية كافية من غاز الهيدروجين نظرا لتغير طبيعة هذه المادة مع تغير درجة الحرارة والضغط الجوي لذا يجب تحسين أداء الهيدروجين وزيادة كثافته الطاقية في جميع أنظمة التخزين.
ويعتقد الباحث أسمر أن الانتشار الواسع للسيارات يبرز أهمية استثمار رأس مال كبير لتحويل صناعة السيارات إلى العمل بخلايا الوقود، مضيفاً إن عدد السيارات العاملة بخلايا الوقود يبلغ بضع مئات حتى يومنا هذا ويجري تخزين غاز الهيدروجين الذي تحتاجه ضمن اسطوانات تتحمل ضغطا مرتفعا وتشبه الاسطوانات التي يستخدمها الغطاسون تحت الماء.
وحول طرق الحصول على الهيدروجين أوضح الباحث الشاب أن طرق الحصول على الهيدروجين هي الاندماج الكيميائي حيث يتميز الهيدروجين باستحالة توفره في الطبيعة بصورة منفردة بل يجب استخراجه من مواد أخرى مثل الكربون المهدرج والمكونات الهيدروكربونية أو الماء.
وبين أن نصف كمية الهيدروجين المنتج عالميا تقريباً يتم استخراجه من الغاز الطبيعي وذلك بعد إجراء تفاعلات كيميائية بين الغاز الطبيعي وبخار الماء وتعريضه لعوامل أخرى محفزة وفى النهاية يتم فصل ذرات الهيدروجين عن ثاني أكسيد الكربون، مضيفاً إنه من الممكن الحصول عليه صناعيا وذلك بتحويل الفحم الحجري إلى غاز.
وأشار إلى أن البحث اليوم يعتمد على أحد أصناف المواد المعروفة كيميائيا باسم هيدرات الفلزات المعكوسة والتي تم اكتشافها عام 1969 من قبل شركة فيليبس الهولندية حيث لوحظ إن سبيكة مصنوعة من فلز الساماريوم وفلز الكوبالت تمتص غاز الهيدروجين عند وضعها في جو مضغوط منه بشكل مشابه لامتصاص قطعة الإسفنج للماء وعند إزاحة الضغط المرتفع يتحرر الهيدروجين من السبيكة ما يدل على أنه يتمتع بخاصية الامتصاص العكوسة.
وتتمتع هيدرات الفلزات بخصائص جيدة تجعلها قابلة للاستخدام في السيارات ومن أهم ميزاتها أنها تؤمن كثافة للهيدروجين أعلى مما يؤمنه الهيدروجين السائل وذلك من أجل ضغوط منخفضة نسبيا تتراوح بين 10 و100 ضغط جوي، كما تتميز بطبيعتها الثابتة ما يتيح حفظها وتخزينها دون بذل أي طاقة إضافية، أما عيبها الرئيسي في كبر كتلتها حيث يعد وزنها عائقاً أمام حفظها وتخزينها في السيارات. وحول حوامل الهيدروجين أوضح أسمر أن هناك أنواعا مختلفة من الهيدرات تتمتع بميزة إمكانية استخدامها في السيارات كوقود لكنها تترافق بصعوبة مرحلة التزويد بالوقود، وذلك لأن هذه المواد تحتاج لمعالجات صناعية لإعادة تكوين حالتها المستهلكة وهي عملية يجب أن تتم خارج السيارة لأنه عند انطلاق الهيدروجين المختزن في النظام المعتمد فانه يجب تسليم ما تبقى منه إلى محطة تزويد بالوقود ليعاد معالجته في وحدة معالجة كيميائية.

المصدر: الوطن