وقود الهيدروجين الصواريخ ، ولكن ماذا عن السلطة للحياة اليومية؟

وقود الهيدروجين الصواريخ ، ولكن ماذا عن السلطة للحياة اليومية؟ أطلقت ناسا جميع مهام مكوكها الفضائي باستخدام الهيدروجين كوقود. وكالة ناسا, CC BY

هل شاهدت إطلاق مكوك الفضاء؟ الوقود المستخدم في دفع هذه الهياكل الضخمة بعيدا عن الجاذبية الأرضية الهدرجة.

يحمل الهيدروجين أيضًا إمكانات كمصدر للطاقة لأنشطتنا اليومية - القيادة وتدفئة منازلنا وربما أكثر.

هذا الشهر الحكومة الائتلافية الفيدرالية افتتح التشاور العام على استراتيجية وطنية الهيدروجين. تعهد العمل أيضا ضع جانبا التمويل لتطوير الهيدروجين النظيف. أشار اجتماع وزراء الطاقة في لجنة الزراعة في ديسمبر 2018 دعم قوي لاقتصاد الهيدروجين.

ولكن هل أستراليا مستعدة لاستكشاف هذا البديل التنافسي ذي الطاقة المنخفضة الكربون للقطاعات السكنية والتجارية والصناعية والنقل؟

هناك جانبان رئيسيان لتقييم استعدادنا لاقتصاد الهيدروجين - التقدم التكنولوجي (هل يمكننا فعل ذلك فعلاً؟) والقبول المجتمعي (هل سنستخدمه؟).

هل التكنولوجيا ناضجة بما فيه الكفاية؟

تتكون دورة الاقتصاد الهيدروجيني من ثلاث خطوات أساسية:

  • إنتاج الهيدروجين
  • تخزين الهيدروجين وتسليمه
  • استهلاك الهيدروجين - تحويل الطاقة الكيميائية للهيدروجين إلى أشكال أخرى من الطاقة.

إنتاج الهيدروجين

لكي يصبح الهيدروجين وقودًا مستقبليًا رئيسيًا ، من المحتمل أن يكون التحليل الكهربائي للماء هو أفضل طريقة للإنتاج. في هذه العملية ، يتم استخدام الكهرباء ل تقسيم جزيئات الماء في الهيدروجين (H₂) والأكسجين (O₂).

هذه التكنولوجيا تصبح ممكن تجاريا عندما يتم إنتاج الكهرباء بتكاليف منخفضة نسبيا عن طريق مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. قد تنخفض التكاليف أكثر في المستقبل القريب حيث تصبح تكنولوجيا الإنتاج أكثر كفاءة.

كيف يتم إنشاء الهيدروجين واستخدامه كمصدر للطاقة.

تخزين الهيدروجين وتسليمه

التخزين الفعال والتسليم أمران حيويان للتعامل الآمن والفعال لكميات كبيرة من الهيدروجين.

نظرًا لكونه خفيفًا جدًا ، فقد تم عادةً ضغط الهيدروجين بضغط عالٍ ، أو تسيله وتخزينه عند درجة حرارة منخفضة للغاية تبلغ -253 درجة مئوية. يتطلب اتخاذ هذه الخطوات استثمارًا إضافيًا في الطاقة ، وبالتالي تنخفض الكفاءة بنسبة تصل إلى 40٪. لكن تخزين وتسليم الهيدروجين الحاليين لا يزالان يعتمدان على هاتين التقنيتين - الضغط والإسالة - حيث ثبت أنهما مدعومان بواسطة بنية تحتية وخبرة راسخة.

هناك خيار آخر يتم استكشافه (ولكن يحتاج إلى مزيد من التطوير) وهو الجمع بين الهيدروجين وعناصر أخرى ، ثم إطلاقه عند الحاجة للاستخدام.

حاليا ، تستخدم معظم سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية خزانات معززة من ألياف الكربون لتخزين غاز الهيدروجين المضغوط للغاية. ستحتاج تكلفة الخزانات إلى خفض لجعل هذا الخيار أكثر اقتصادية (حاليًا أكثر من بضعة آلاف من الدولارات الأمريكية لكل وحدة).

باستخدام الهيدروجين كوقود

هناك طريقتان رئيسيتان لتحويل الطاقة الكيميائية في الهيدروجين إلى طاقة قابلة للاستخدام (الطاقة الكهربائية أو الطاقة الحرارية). كلا الطريقتين ينتجان الماء كمنتج ثانوي.

تتمثل الطريقة البدائية والمباشرة لاستخدام الهيدروجين في حرقه لتوليد الحرارة - تمامًا مثل استخدام الغاز الطبيعي للطبخ والتدفئة في منزلك.

A محاكمة المخطط لها في جنوب أستراليا يهدف إلى توليد الهيدروجين باستخدام الكهرباء المتجددة ، ثم ضخه في شبكة توزيع الغاز المحلية. يمكن لهذه الطريقة من "مزج" الغازات أن تتجنب تكلفة بناء البنية التحتية للتوصيل المكلفة ، ولكن سوف تتحمل النفقات المرتبطة بالتعديلات على خطوط الأنابيب الحالية. مطلوب دراسة واسعة النطاق واختبار هذا النشاط.

عند استخدامها في خلايا وقود الهيدروجين ، يتم إنتاج الطاقة عندما يتفاعل الهيدروجين مع الأكسجين. هذه هي التكنولوجيا التي تستخدمها ناسا والمشغلون الآخرون في البعثات الفضائية ، ومن قبل شركات صناعة السيارات في سيارات خلايا وقود الهيدروجين. إنها الطريقة الأكثر تقدما لاستخدام الهيدروجين في الوقت الحالي.

ارفع صوت هذا الإطلاق الذي يعمل بالوقود الهيدروجيني.

إنه يعمل ، لكن هل نقبله؟

اعتبارات السلامة

كوقود ، يحتوي الهيدروجين على بعض الخصائص التي تجعل استخدامه أكثر أمانًا من أنواع الوقود الأكثر استخدامًا اليوم ، مثل الديزل والبنزين.

الهيدروجين غير سام. كما أنه أخف بكثير من الهواء ، مما يسمح بالانتشار السريع في حالة حدوث تسرب. هذا يتناقض مع تراكم الغازات القابلة للاشتعال في حالة تسرب البنزين والديزل ، والتي يمكن أن تسبب انفجارات.

ومع ذلك ، فإن الهيدروجين يحترق بسهولة في الهواء ، ويشعل بسهولة أكبر من البنزين أو الغاز الطبيعي. هذا هو السبب في أن سيارات الهيدروجين لديها خزانات قوية من ألياف الكربون - لمنع التسرب.

حيث يتم استخدام الهيدروجين في البيئات التجارية كوقود ، تم وضع لوائح صارمة وإجراءات فعالة لمنع واكتشاف التسريبات وللتهوية بالهيدروجين. ستحتاج التطبيقات المنزلية لوقود الهيدروجين أيضًا إلى معالجة هذه المشكلة.

تأثير على البيئة

من منظور بيئي ، تتضمن الدورة المثالية في الاقتصاد الهيدروجيني ما يلي:

  • إنتاج الهيدروجين من خلال استخدام التحليل الكهربائي لتقسيم المياه
  • استهلاك الهيدروجين عن طريق تفاعله مع الأكسجين في خلية الوقود ، وإنتاج المياه كمنتج ثانوي.

إذا تم توليد الكهرباء للتحليل الكهربائي من مصادر متجددة ، فإن سلسلة القيمة الكاملة هذه لها تأثير ضئيل على البيئة وتكون مستدامة.

الاقتراب من اقتصاد الهيدروجين

الكهرباء الرخيصة من موارد الطاقة المتجددة هي المفتاح في جعل إنتاج الهيدروجين على نطاق واسع عبر التحليل الكهربائي حقيقة واقعة في أستراليا. إنه أمر واضح بالفعل على المستوى الدولي - على سبيل المثال ، في ألمانيا وتكساس - أن الهيدروجين المتجدد قادر على المنافسة من حيث التكلفة في التطبيقات المتخصصة ، وإن لم يكن بعد في الإمداد الصناعي.

تحتاج تقنيات التخزين والتسليم إلى التحسين من حيث التكلفة والكفاءة ، كما يتطلب تصنيع خلايا وقود الهيدروجين التقدم.

يعتبر الهيدروجين مصدرًا مرغوبًا للطاقة ، حيث يمكن إنتاجه بكميات كبيرة وتخزينه لفترة طويلة دون فقد القدرة. لأنه خفيف جدًا ، إنه كذلك وسيلة اقتصادية لنقل الطاقة التي تنتجها مصادر الطاقة المتجددة على مسافات كبيرة (بما في ذلك عبر المحيطات).

يدعم الوقود الهيدروجيني التقنيات المتطورة ، بدعم قوي من الحكومات ، والتزام من العديد من شركات الطاقة والسيارات متعددة الجنسيات ، الطاقة المتجددة مع المستخدمين النهائيين بطريقة نظيفة ومستدامة.

دعونا نرى ما إذا كان الهيدروجين تقلع.المحادثة

نبذة عن الكاتب

Zhenguo هوانغ ، محاضر كبير ، جامعة التكنولوجيا في سيدني

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

السحب: الخطة الأكثر شمولاً على الإطلاق من أجل عكس الاحترار العالمي

بول هوكين وتوم شتاير
9780143130444في مواجهة الخوف واللامبالاة على نطاق واسع ، اجتمع تحالف دولي من الباحثين والمهنيين والعلماء لتقديم مجموعة من الحلول الواقعية والجريئة لتغير المناخ. مائة تقنيات وممارسات موصوفة هنا - بعضها معروف جيدًا ؛ البعض ربما لم تسمع به من قبل. وهي تتراوح بين الطاقة النظيفة وتعليم الفتيات في البلدان المنخفضة الدخل إلى ممارسات استخدام الأراضي التي تسحب الكربون من الهواء. الحلول موجودة وقابلة للحياة اقتصاديًا ، والمجتمعات في جميع أنحاء العالم تعمل حاليًا على تفعيلها بمهارة وتصميم. متاح في أمازون

تصميم حلول المناخ: دليل السياسات للطاقة المنخفضة الكربون

هال هارفي ، روبي أورفيس ، جيفري ريسمان
1610919564ومع تأثير تغير المناخ علينا بالفعل ، فإن الحاجة إلى خفض انبعاثات غازات الدفيئة العالمية لا تقل عن الحاجة الملحة. إنه تحد مروع ، لكن التقنيات والاستراتيجيات اللازمة لتحقيقه موجودة اليوم. مجموعة صغيرة من سياسات الطاقة ، مصممة ومطبقة بشكل جيد ، يمكن أن تضعنا على الطريق نحو مستقبل منخفض الكربون. أنظمة الطاقة كبيرة ومعقدة ، لذا يجب أن تكون سياسة الطاقة مركزة وفعالة من حيث التكلفة. مقاربات مقاس واحد يناسب الجميع لن تنجز المهمة ببساطة. يحتاج صانعو السياسة إلى مورد واضح وشامل يحدد سياسات الطاقة التي سيكون لها الأثر الأكبر على مستقبل المناخ لدينا ، ويصف كيفية تصميم هذه السياسات بشكل جيد. متاح في أمازون

هذا يغير كل شيء: الرأسمالية مقابل والمناخ

بواسطة نعومي كلاين
1451697392In هذا يغير كل شيء تقول ناعومي كلاين أن تغير المناخ ليس مجرد قضية أخرى يتم وضعها بدقة بين الضرائب والرعاية الصحية. إنه إنذار يدعونا إلى إصلاح نظام اقتصادي يفشلنا بالفعل بطرق عديدة. يبني كلاين بدقة على كيفية خفض انبعاثاتنا من غازات الدفيئة بشكل كبير ، وهو أفضل فرصة لنا للتخفيف من التباين الفجائي في الوقت نفسه ، وإعادة تخيل ديمقراطياتنا المحطمة ، وإعادة بناء اقتصاداتنا المحلية المدمرة. إنها تعرّض اليأس الأيديولوجي الذي ينكره من ينكرون تغير المناخ ، والأوهام المشينة التي ارتكبها المهندسون الجيولوجيون المحتملين ، والانهزامية المأساوية في الكثير من المبادرات الخضراء السائدة. وهي تدلل على وجه التحديد على السبب الذي يجعل السوق لا تستطيع - ولا يمكنها - إصلاح أزمة المناخ ، ولكنها ستجعل الأمور أسوأ ، مع أساليب استخراج مدمرة للغاية ومدمرة من الناحية البيئية ، مصحوبة برأسمالية كوارث متفشية. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.

enafarزكية-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

أحدث الفيديوهات

الحديث عن تغير الطاقة يمكن أن يكسر مأزق المناخ
الحديث عن تغير الطاقة يمكن أن يكسر مأزق المناخ
by InnerSelf الموظفين
كل شخص لديه قصص عن الطاقة ، سواء كان ذلك عن قريب يعمل في منصة نفط ، أو أحد الوالدين يعلم الطفل التحول ...
يمكن أن تواجه المحاصيل مشكلة مزدوجة من الحشرات ومناخ دافئ
يمكن أن تواجه المحاصيل مشكلة مزدوجة من الحشرات ومناخ دافئ
by جريج هوي وناثان هافكو
لآلاف السنين ، انخرطت الحشرات والنباتات التي تتغذى عليها في معركة تطورية مشتركة: للأكل أو عدم التواجد ...
للوصول إلى الانبعاثات الصفرية ، يجب على الحكومة معالجة العقبات التي تحول دون تشغيل الناس للسيارات الكهربائية
للوصول إلى الانبعاثات الصفرية ، يجب على الحكومة معالجة العقبات التي تحول دون تشغيل الناس للسيارات الكهربائية
by Swapnesh Masrani
وضعت المملكة المتحدة وحكومة اسكتلندا أهدافًا طموحة لتصبح اقتصادات صافي الكربون صفرًا بحلول عام 2050 و 2045 ...
الربيع قادم في وقت سابق عبر الولايات المتحدة ، وهذه ليست أخبارًا سارة دائمًا
الربيع قادم في وقت سابق عبر الولايات المتحدة ، وهذه ليست أخبارًا سارة دائمًا
by تيريزا كريمينز
في معظم أنحاء الولايات المتحدة ، أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى تقدم فصل الربيع. هذا العام ليس استثناء.
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
by آلان وليامز ، وآخرون
يذكر أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) أنه بدون انخفاض كبير ...
جورجيا تاون تحصل على نصف الكهرباء من مزرعة الرئيس جيمي كارتر الشمسية
جورجيا تاون تحصل على نصف الكهرباء من مزرعة الرئيس جيمي كارتر الشمسية
by جوني كريدير
بلينز ، جورجيا ، هي بلدة صغيرة تقع جنوب كولومبوس وماكون وأتلانتا وشمال ألباني. انها…
غالبية البالغين الأميركيين يعتقدون أن تغير المناخ هو القضية الأكثر أهمية اليوم
by الجمعية الامريكية لعلم النفس
نظرًا لأن آثار تغير المناخ أصبحت أكثر وضوحًا ، فإن أكثر من نصف البالغين في الولايات المتحدة (56٪) يقولون إن تغير المناخ هو ...
كيف يمكن لهذه الشركات المالية الثلاث تغيير اتجاه أزمة المناخ
كيف يمكن لهذه الشركات المالية الثلاث تغيير اتجاه أزمة المناخ
by مانجولينا جان فيشتنر ، وآخرون
تحدث ثورة صامتة في الاستثمار. إنه تحول نموذجي سيكون له تأثير عميق على الشركات ، ...

أحدث المقالات

موجات الحر شديدة الرطب والحياة البشرية هنا
موجات الحر شديدة الحرارة والرطبة من أجل حياة الإنسان هنا الآن
by تيم رادفورد
إن موجات الحر القاتلة التي تحمل الهواء والتي تحولت إلى درجة حرارة عالية ورطبة للغاية من أجل البقاء هي تهديد وصل ، وذلك بفضل المناخ ...
ما مدى خطورة الإشعاع منخفض المستوى للأطفال؟
ما مدى خطورة الإشعاع منخفض المستوى للأطفال؟
by بول براون
إن إعادة التفكير في مخاطر الإشعاع المنخفض المستوى من شأنه أن يعرض مستقبل الصناعة النووية للخطر - ربما لماذا لا يوجد ...
ما نقوم به الآن يمكن أن يغير مسار الأرض
ما نقوم به الآن يمكن أن يغير مسار الأرض
by بيب كاناديل ، وآخرون
ارتفع عدد الأشخاص الذين يركبون الدراجات والمشي في الأماكن العامة خلال COVID-19 بشكل كبير.
الموجات الحارة البحرية تثير مشكلة لأسماك الشعاب الاستوائية - حتى قبل موت المرجان
الموجات الحارة البحرية تثير مشكلة لأسماك الشعاب الاستوائية - حتى قبل موت المرجان
by جنيفر MT Magel و Julia K. Baum
على الرغم من التحديات العديدة التي تواجه محيطات العالم اليوم ، لا تزال الشعاب المرجانية معاقل للتنوع البيولوجي البحري.
تحذيرات من موسم الأعاصير الأسوأ من المعتاد تشير إلى المتاعب المقبلة
تحذيرات من موسم الأعاصير الأسوأ من المعتاد تشير إلى المتاعب المقبلة
by اوين هيغنز
إن موسم الأعاصير على وشك البدء وستزداد مخاطره فقط وقد تؤدي إلى تفاقم أي آثار للوباء.
أستراليا ، حان الوقت للحديث عن طوارئ المياه
أستراليا ، حان الوقت للحديث عن طوارئ المياه
by كوينتين جرافتون وآخرون
هناك تأثير آخر لتغير المناخ يجب أن نواجهه أيضًا: ندرة المياه بشكل متزايد في قارتنا.
الوقود الأحفوري يتجه للأسفل ، ولكن ليس بعد
الوقود الأحفوري يتجه للأسفل ، ولكن ليس بعد
by كيران كوك
تحقق الطاقة المتجددة نجاحًا سريعًا في السوق ، لكن الوقود الأحفوري لا يزال يتمتع بنفوذ عالمي هائل.
سيقرر العمل البشري كم ترتفع مستويات سطح البحر
سيقرر العمل البشري كم ترتفع مستويات سطح البحر
by تيم رادفورد
ستستمر مستويات البحر في الارتفاع بسبب العمل البشري. ومع ذلك ، يعتمد مقدار ذلك على ما يفعله البشر بعد ذلك.