گاز هیدروژن در اثر سوختن در حضور اکسیژن می تواند انرژی بالایی تولید کند. از این انرژی می توان به عنوان نوعی سوخت برای حرکت دادن وسایل نقلیه و همچنین فضاپیما و موشک استفاده کرد. هیدروژن به عنوان سوختی تجدید پذیر می تواند به عنوان جایگزین سوخت های مشتق از نفت در نظر گرفته شود. سوخت هیدروژنی انرژی بسیار بالایی نیز آزاد می کند. روش های مختلفی برای تولید هیدروژن وجود دارد، از گاز زیست توده گرفته تا برق کافت آب و سوختن سوخت های فسیلی … . سوخت هیدروژن سال هاست که در اتوبوس ها مورد استفاده قرار می گیرد و برای دیگر وسایل نقلیه شهری نیز مناسب است.

مشخصات گاز هیدروژن

گاز هیدروژن چیست؟ هیدروژن در اولین گروه جدول تناوبی جای دارد. هیدروژن سبک ترین عنصر و اولین عنصر از این جدول است. از آنجا که وزن هیدروژن از هوا کمتر است مولکول های دو اتمی هیدروژن که به شکل گاز هستند به لایه های بالایی جو زمین فرار می کنند و به ندرت در جو زمین به صورت خالص یافت می شود، درست مانند گاز هلیوم. آتش گرفتن گاز هیدروژن و سوختن با اکسیژن منجر به تولید آب می شود و انرژی زیادی آزاد می کند. ممکن است در این واکنش مقادیر کمی نیتروژن اکساید نیز همراه با بخار آب تولید گردد. در واقع این ساز و کار پایه ای سوخت هیدروژنی است.

ویژگی های مخزن گاز هیدروژن

مخزن گاز هیدروژن باید از ایمنی کافی برای حمل هیدروژن برخوردار باشد. زیرا هیدروژن بسیار آتشگیر و مستعد انفجار است. البته نوع دیگری از مخزن های هیدروژن نیز وجود دارند که به مخزن های ذخیره سازی هیدروژن زیرزمینی معروف اند. در غارهای زیر زمینی در تاقدیس های نمکی و در میدان های خالی شده از نفت و گاز می توان سوخت هیدروژنی را ذخیره نمود. ذخیره سازی مقادیر زیاد هیدروژن در زیر زمین در واقع به نوعی شبکه ی ذخیره سازی انرژی است و می تواند جای خالی نفت و گاز مصرف شده را پر کند.

خطرات گاز هیدروژن چیست

مهمترین خطرات گاز هیدروژن در آتشگیر بودن آن مورد توجه قرار می گیرد. دمایی که هیدروژن می تواند در آن به طور خود به خود آتش بگیرد و بسوزد حدود 500 درجه سلسیوس است. شعله ی گاز هیدروژن در زمان سوختن پرتو های فرابنفش ساطع می کند. به دلیل آتش گیری شدید هیدروژن لازم است کپسول های حاوی هیدروژن دور از کپسول های گاز اکسیژن و همچنین گاز نیروس اکساید نگهداری شوند. البته مهمترین خطر هیدروژن همان ویژگی مطلوبی است که امکان استفاده از آن به عنوان سوخت هیدروژنی را امکان پذیر کرده است.

اطلاعات ایمنی در مورد کپسول هیدروژن

همانطور که در پاراگراف قبل توضیح داده شد، حفظ کپسول های هیدروژن از آتش اهمیت بسیار زیادی دارد زیرا انفجار کپسول گاز هیدروژن خطری بالقوه در کمین است. علاوه بر دوری کپسول ها از گاز اکسیژن، دور نگه داشتن کپسول هیدروژن از گاز های هالوژن به ویژه کلر نیز اهمیت دارد. زیرا هیدروژن در ترکیب با هالوژن ها می تواند منجر به تولید اسید های بسیار خطرناک و خورنده شود. استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت هیدروژنی ناگزیر از حمل و نقل این گاز در کپسول هاست که باید به دقت و با ایمنی کافی صورت گیرد.

انواع کاربرد های گاز هیدروژن

کاربردهای گاز هیدروژن به عنوان خوراک اولیه صنایع مختلف بسیار است. از هیدروژن طی فرآیندی به نام هابر برای تولید آمونیاک استفاده می شود و این آمونیاک در تولید بسیاری از کودهای شیمیایی کاربرد خواهد داشت. برای هیدروژنه کردن چربی ها و روغن های خوراکی از هیدروژن استفاده می کنند. برای تولید الکل متانول، گوگردزدایی آبی، هیدروکراکینگ و تولید هیدروکلریک اسید نیز از این گاز استفاده می شود. ضمناً هیدروژن در جوشکاری و احیای سنگ های معدن فلزی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این کاربردها علاوه بر کاربرد هیدروژن به عنوان سوخت هیدروژنی برشمرده شدند.

آینده استفاده از سوخت هیدروژنی

شاید استفاده ی فراگیر از سوخت هیدروژنی در زمان کنونی کمی عجیب به نظر برسد و قابل تصور نباشد که روزی به جای بنزین به دنبال هیدروژن باشیم. به سوخت ساخته شده از هیدروژن پیل سوختی نیز می گویند. ترکیب هیدروژن و اکسیژن می توان برق لازم برای حرکت خودرو های برقی را نیز تأمین کند و در انتها آب تولید نماید. انتظار می رود در آینده همانند پمپ های بنزین امروزی ایستگاه های سوخت هیدروژنی داشته باشیم. این امر می تواند آسمانی پاک و هوایی سالم برای بشر به ارمغان بیاورد. تولید هیدروژن همانند تولید بنزین نیازمند زیرساخت های پر هزینه نیست و آینده ی به نسبت روشنی دارد.

مزایا و معایب استفاده از سوخت هیدروژنی

استفاده از سوخت هیدروژنی با چالش هایی رو به روست و مزایایی دارد. هیدروژن در دمای محیط به سرعت از مایع تبدیل به گاز می شود و برای ذخیره سازی آن در مخازن به فشار زیادی نیاز است. از طرفی هیدروژن فوق العاده نفوذ پذیر است و سرعت ترکیب آن با اکسیژن بی نهایت زیاد است. اما مزایای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت این است که انتقال آن از طریق خطوط لوله امکان پذیر بوده و مهمتر از همه میزان انرژی آزاد شده در اثر سوختن آن با اکسیژن از هر سوخت دیگری بالاتر است.

منبع: https://bit.ly/3h4v6TK