با سوختن گاز هیدروژن فقط آب تولید می شود، دانشمندان معتقد هستند که هیدروژن گزینه جذابی برای سوخت هست چراکه دی اکسیدکربن منتشر نمی کند. بنابراین دیگر جای نگرانی برای تغییر شرایط آب و هوایی نخواهد بود. جریان الکتریکی می تواند آب را به اجزاء تشکیل دهنده اش یعنی هیدروژن و اکسیژن تقسیم کند. الکترولیز کردن آب، به عنوان تکنیک اصلی برای تولید گاز هیدروژن از آب دریا شناخته شده است.
راه های تولید هیدروژن
اما گاز هیدروژن چگونه تولید می شود؟ هیدروژن می تواند از راه های مختلفی مانند سوخت های فسیلی، biomass (زیست توده) و الکترولیز آب با الکتریسیته تولید شود. اثری که هیدروژن بر روی محیط می گذارد و راندمان انرژی آن بستگی به چگونگی تولید آن دارد. که از بین این روش ها، اصلی ترین روش تولید گاز هیدروژن از آب با الکتریسیته است.
تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب
الکترولیز یک فرآیندی است که هر کسی که در دبیرستان شیمی خوانده است با آن آشناست، این فرآیند از جریان الکتریکی استفاده می کند برای جدا کردن باندهای میان اتم های هیدروژن و اکسیژن آب، به این ترتیب ما تولید گاز هیدروژن از آب را خواهیم داشت. حال اگر این جریان الکتریکی استفاده شده در فرآیند الکترولیز از طریق منابع تجدیدپذیری مثل باد یا انرژی خورشیدی تامین شود، در کل فرآیند الکترولیز هیچ کربنی به جو وارد نخواهد شد و در این صورت الکترولیز هیچ سهمی در تغییرات اقلیمی نخواهد داشت. بنابراین این گاز می تواند به عنوان یک منبع سوختی بدون تولید کربن در برخی از وسایل حمل و نقل مثل اتوبوس ها و ماشین ها و یا برای گرم کردن منازل مورد استفاده قرار گیرد.
مزیت های استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت
از فواید استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت در سلول های سوختی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
هیدروژن واکنش پذیری الکتروشیمیایی بالایی دارد، چگالی انرژی نظری آن نیز بالاست، تولید گاز هیدروژن از آب نامحدود است یعنی تا زمانی که شما بتوانید آب را تجزیه کنید این گاز در اختیار شماست، محصول احتراق آن نیز (H2O) برای محیط زیست بی ضرر است.
ویژگی های هیدروژن
سلول های سوخت هیدروژن نسبت به موتورهای مبتنی بر احتراق و نیروگاهها پاک تر و کارآمدتر هستند. گاز هیدروژن چیست؟ و چه خصوصیاتی دارد که آن را برای استفاده به عنوان سوخت مناسب ساخته است. هیدروژن یک گاز دیاتومیک بی رنگ، غیرفلز، بی مزه و بسیار قابل اشتعال است. هیدروژن با فرمول مولکولی H2 و وزن اتمی 1.00794، سبکترین عنصر است. هیدروژن می تواند ترکیباتی را با بیشتر عناصر تشکیل دهد. این عنصر در آب و بیشتر ترکیبات آلی وجود دارد. از آنجا که هیدروژن می تواند در هر مکانی که آب و منبع انرژی وجود داشته باشد تولید شود، تولید سوخت می تواند بدون نیاز به وابستگی به شبکه ای توزیع شود. اگر تولید گاز هیدروژن از آب با انرژی تجدیدپذیر صورت گرفته باشد، انتشار گازهای گلخانه ای کاهش می یابد.
هیدروژن در صنعت
با اطمینان به ویژگی های هیدروژن، ده ها سال است که این گاز برای هدف های گوناگونی مورد استفاده قرار گرفته است. کاربردهای گاز هیدروژن در صنعت شامل پالایش نفت، تصفیه شیشه، ساخت جسم نیمه رسانا، استفاده در هوافضا، تولید کود، جوشکاری، حرارت دادن فلزات و در داروسازی است. هیدروژن یک انرژی قابل اطمینان برای آینده است. از میان تمام روش ها، تولید هیدروژن از آب به وسیله الکتریسیته توجه زیادی را به خودش جلب کرده است، چرا که این روش یک فناوری پایدار و تجدیدپذیر است. این تکنیک کاربردهایی مثل صنایع غذایی و نیمه رسانا را نیز که نیازمند حجم پایین و درجه خلوص بالای هیدروژن هستند را ایجاد کرده است.
تولید هیدروژن ارزان تر و بیشتر برای حرکت به سمت اقتصاد هیدروژنی
دانشمندان نشان می دهند که چگونه تنها با استفاده از آب ، آهن ، نیکل و برق می توان انرژی هیدروژن را بسیار ارزانتر از گذشته ایجاد کرد. تولید گاز هیدروژن از آب با استفاده از یک کاتالیزر یک منبع ایده آل برای تولید انرژی در آینده است. می توان از آلیاژ آهن و نیکل در مقیاس اتمی به صورت یک کاتالیزر استفاده نمود تا مقدار تولید هیدروژن را بالا ببریم. به این ترتیب هست که می توان جایگاه های سوخت پاک هیدروژن را داشته باشیم. سال هاست که دانشمندان به دنبال انتقال اقتصاد سوخت های فسیلی به سمت اقتصاد هیدروژن هستند.
استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت اتومبیل، برای داشتن رانندگی آرام و بی سر و صدا
هیدروژن مقدار زیادی انرژی در خود جای می دهد. یک کیلوگرم هیدروژن تقریبا سه برابر بیشتر از یک کیلوگرم نفت حاوی انرژی است. در طول مصرف هیدروژن به عنوان سوخت هیچ دی اکسید کربن و یا اکسید نیتروژنی ایجاد نمی گردد. در یک وسیله نقلیه، یک سلول سوخت از طریق هیدروژن و اکسیژن، الکتریسیته و گرما تولید می کند که از آن ها برای راندن موتورالکتریکی برای رانندگی آرام و پایدار و بی سر صدا استفاده می گردد. به همین دلیل تولید گاز هیدروژن از آب یکی از گزینه های بسیار مناسب برای استفاده در مصارف سوختی است.
