هیدروژن چیست ؟

هیدروژن ساده ترین عنصر شناخته شده برای انسان است. هر اتم هیدروژن تنها یک پروتن و   یک نوترون دارد . هیدروژن فراوانترین گاز هستی است . ستاره ها در ابتدا از هیدروژن ساخته شده بودند. انرژی خورشید , از هیدروژن بدست می آید. هیدروژن توپ عظیمی از گازهای هیدروژن و هلیم است . درون خورشید اتمهای هیدروژن ترکیب شده و اتمهای هلیم را پدید می آورد . این پدیده گدازه Pusiun انرژی پرتوی خورشید را تولید می کند.

 

انرژی پرتوی خورشید باعث برقراری حیات بر روی زمین است. این انرژی به ما نور می دهد, باعث رشد گیاهان می شود , بادها را به جریان می اندازد و باعث بارش باران می شود. این انرژی در سوختهای فسیلی ذخیره شده است . بیشتر انرژی مصرفی ما در حال حاضر از خورشید منشاء می گیرد. هیدروزن گازی ( H2 ) در روی زمین وجود ندارد . این عنصر همیشه بصورت ترکیبی است. بطور مثال ترکیب با اکسیژن ( H2O  - آب ) ترکیب هیدروژن با کربن ترکیبات شیمیایی متفاوتی  مانند متان ( CH4 ) , زغال و نفت را بدست می دهد . همچنین هیدروژن در تراکم زیست و مواد عالی یافت می شود .

 

هیدروژن از نظر امروزی بیشترین محتوای انرژی هر سوخت را دارد, اما از نظر حجمی کمترین فشار عادی بصورت گاز وجود دارد.

 

بیشتر انرژی که ما امروزه مصرف می کنیم از سوختهای فسیلی بدست می آید. تنها 6 در صد منابع انرژی از منابع تجدید پذیر هستند, زیرا این انرژیها تمیزتر و قابل استفاده تر در طول یک زمان کوتاه هستند. منابع انرژی تجدید پذیر مانند خورشید و باد نمی توانند همه وقت انرژی تولید کند. خورشید همیشه نمی تواند , باد همیشه نمی وزد, منابع تجدید پذیر در زمان و مکانی که ما نیاز داریم انرژی تولید نمی کند .ما نمی توانیم منابع انرژی زیادی برای تولید هیدروژن استفاده کنیم هیدروژن می تواند انرژی را در زمان و مکانی که ما نیاز داریم .

 

هر روز ما انرژی برقی بیشتری مصرف می کنیم برق منبع ثانویه انرژی است . منابع ثانویه انرژی که گاهی به آنها ناقل های انرژی هم گفته می شود, انرژی را به مصرف کننده می رساند . از آنجا که استفاده و انتقال برق برای ما آسانتر است ما انرژیها را به انرژی برق تبدیل می کنیم.  برق به ما نور, گرما , آب داغ . غذای سرد , تلویزیون و کامپیوتر می دهد. زندگی بسیار سخت می شد اگر ما مجبور بودیم ذغال بسوزانیم, اتم بشکافیم یا سدهای خود رابسازیم , انرژی زندگی را ساده تر کرده است . هیدروژن یک ناقل انرژی برای آینده است . این عنصر سوخت تمیزی است که می تواند در جاهایی که ما به سختی از برق استفاده می کنیم , جایگزین آن شود. فرستادن برق در مسیرهایی طولانی4برابر بیشتر از حمل دریایی هیدروژن بصورت خطوط لوله ایی هزینه در بر دارد.

 

از آنجا که هیدروژن گازی در زمین  وجود ندارد , ما باید آن را بسازیم . ما با جدا کردن هیدروژن از آب , تراکم زیست یا گاز طبیعی  از منابع محلی هیدروژن می سازیم . دانشمندان حتی کشف کرده اند که بعضی جلبکها و باکتریها هیدروژن تولید می کنند. تولید هیدروژن در حال حاضر بسیار گران است . اما فنون جدیدی برای اینکار در حال توسعه است. هیدروژن می تواند برای خدمات رفاهی مرکزی برزگ یا دستگاههای کوچک با کاربرد محلی تولید شود . هر منطقه ای از کشور یا دنیا منبعی دارد که بتواند برای ساختن هیدروژن بکار گرفته شود . انعطاف پذیری هیدروژن یکی از امتیازات عمده آن است .

 

۹ میلیون تن هیدروژن در ایالات متحده تولید شده است. امروزه این میزان برای 20 تا 30 میلیون ماشین یا 5تا8 میلیون خانه کافیست . اغلب این هیدروژن در صنعت بصورت پالایش . پرداخت فلزات و فراوری غذاها مصرف می شود . NASA  اولین کاربر هیدروژن بعنوان ناقل انرژی است  که هیدروژن را برای سالها در برنامه فضایی مورد استفاده قرار داد . سوخت هیدروژن موشک فضایی را به مدار می رساند. باتری ها هیدروژن که سلولهای سوختی هم نامیده می شوند به سیستمهای الکتریکی موشک نیرو می دهد . تنها محصول فرعی در چنین فرآیندهایی آب است که خدمه موشک از آن برای نوشیدن استفاده می کند. سلولهای سوختی هیدروژن یا باتریهای هیدروژنی برق تولید می کند . آنها بسیار کارا هستند ,  اما ساخت آنها گران است . سلولهای سوختی کوچک می توانند برق مناطق دور دست را تامین کند .

 

دستگاههای نیروی هیدروژنی برای مدتی ساخته نخواهند شد , زیرا هزینه زیادی به همراه دارد . هیدروژن  ممکن است به زودی به گاز طبیعی اضافه شود, تا از آلودگی دستگاههای موجود بکاهد . هیدروژن بزودی به گازوئیل اضافه خواهد شد تا آلودگی را کاهش داده و کارایی را زیاد کند . اضافه کردن تنها 5 درصد هیدروژن به گازوئیل می تواند به میزان قابل توجهی اکسید نیتروژن که در آلودگی  لایه ازن  بسیار موثر است را کاهش دهد . موتوری که هیدروژن خالص می سوزاند , تقریباً هیچ آلودگی ندارد. شاید حدود 10 تا 20 سال به استفاده از اتومبیل شخصی مصرف کننده هیدروژن باقی مانده است .

 

قبل از اینکه هیدروژن به عنوان یک سوخت مهم شناخته شود , سیستمهای جدید زیادی باید ساخته شود . ما به سیستمهایی نیاز خواهیم داشت که هیدروژن بسازند, ذخیره کنتور انتقال دهند . ما به خطوط لوله و سلول سوختی اقتصادی نیاز خواهیم داشت مصرف کنندگان به تکنولوژی و آموزش استفاده از آن نیاز خواهند داشت .