هيدروجينتقارير السياراتسياراتمفاهيم الطاقة

ماهي خلايا الوقود؟

أنس الحجي

تختلف خلايا الوقود عن البطاريات بأنها لا تنضب ولا تحتاج إلى شحن، بل إلى وقود مثل الهيدروجين والميثانول والبنزين، تقوم البطارية بتخزين الطاقة، بينما تقوم خلايا الوقود بتوليدها.

تحتاج الخلايا إلى هيدروجين وأكسجين، حيث يجري تمريرهما ضمن الخلايا، فينقسم الهيدروجين إلى إلكترون وبروتون ويولّد الكهرباء، ثم يتّحد مع الأكسجين ليكوّن مخلّفات الخلايا وهي ماء نقي.

وتحصل الخلايا على الأكسجين من الهواء، إلّا أن المشكلة هي الحصول على الهيدروجين الذي لا يوجد حرًا في الطبيعة، لذلك يقوم بعض مصنّعي السيارات بإضافة "محوّل وقود" مهمته الحصول على الهيدروجين من الميثانول أو البنزين.

بعبارة أخرى، يمكن لسيارات خلايا الوقود استخدام البنزين الحالي وبنيته التحتية للحصول على الهيدروجين.. هذه السيارات تحتوي على محوّل يستخلص الهيدروجين من البنزين، وخلية وقود تستخدم الهيدروجين في تسيير السيارة.

إلّا أن الطريقة الشائعة الآن هي الحصول على الهيدروجين جاهزًا من محطات البنزين، حيث يُصنَّع في أماكن خاصة، ثم يُنقل في خزّانات مصنوعة خصيصًا لذلك، وبعدها يُفرَّغ في خزّانات خاصة بمحطات الوقود.. وسيارة ميراي الهيدروجينية، من شركة تويوتا تعمل بهذه الطريقة، وسيارة لكزس تعمل بالهيدروجين.

السيارات والهيدروجين وخلايا الوقود

المشكلة الأساسية أن تكلفة التشعيل مازالت أعلى من تكلفة تشغيل السيارة بالبنزين، إلّا أن تويوتا تعتقد أن انتشار السيارة سيخفض تكاليفها التشغيلية.

وللتوضيح فقط، هذه السيارات تستخدم حاليًا مايسمى بالهيدروجين "الرمادي"، وهو الهيدروجين المصنّع من المواد النفطية التي يصدر عنها انبعاثات ملوثة للهواء مثل ثاني أكسيد الكربون.

الحديث بكثرة عن الهيدروجين في الفترات الأخيرة، يركّز على الهيدروجين الأزرق، وهو نفس الرمادي، إلّا أنه يحدث احتجاز الكربون واعادة استخدامه، وعلى الهيدروجين الأخضر الذي لا ينتُج عن تصنيعه واستخدامه أيّ انبعاثات.. كلتا الطريقتين مازالتا مرتفعتي الكُلفة.

معلومات عن خلايا الوقود

تكنولوجيا خلايا الوقود ليست جديدة، لكنها انتعشت في الفترة الأخيرة بسبب التطورات التكنولوجية التي خفضت من تكلفتها بشكل كبير، ولها منافع عدّة بسبب تخفيضها للتلوث والضجة، واعتمادها على مصدر غير ناضب (الهيدروجين).

وعلى الرغم من أن الخبراء يعدّونها بديلًا للنفط، إلّا أن هذه التكنولوجيا مازالت تعاني مشكلات كثيرة تتعلق بالتكاليف والتكنولوجيا والبنية التحتية، بالإضافة إلى ذلك فإن خلايا الوقود تستخدم معدن البلاديوم، الذي لايوجد بكميات كبيرة إلّا في 3 دول في العالم، هي روسيا وجنوب أفريقيا والولايات المتحدة، الأمر الذي يجعل الاعتماد على خلايا الوقود والهيدروجين رهينة للعوامل السياسية.

لقراءة الحلقات السابقة من مفاهيم الطاقة..

إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.
الوسوم

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى