محتويات
غاز الهيدروجين
يعد الهيدروجين من العناصر الكيميائية يرمز له بالرمز H، فهو من العناصر الخفيفة المتوفر بكثرة في الطبيعة، ولا لون ولا رائحة ولا طعم له ولا يمكن وجوده منفرداً في الطبيعة بل يكون متحداً ليشكل المركبات الكيميائية المختلفة سواء كانت بالحالة الغازية كالغاز الطبيعي، أم السائلة كالماء أم الصلبة مثل المركبات الهيدروكربونية، وبما أنّ غاز الهيدروجين من الغازات الخفيفة حيث إنّه لا يطلق غازات عند حرقه لذا أصبح مؤهلاً لأن يكون وقوداً للمستقبل.
يستخدم غاز الهيدروجين في العديد من المجلات مثل اللحام كغاز واقٍ، وقود للصواريخ وفي محطة الطاقة كمولد كهربائي لقدرته على التوصيل الحراري.
إنتاج غاز الهيدروجين
إنّ للهيدروجين فوائد كثيرة مما جعل العلماء في بحث مستمر لإيجاد الطرق المثالية لإنتاجه من حيث الملاءمة المقبولة، وبما أنّ الهيدروجين لا يمكن وجوده حراً في الطبيعة فهناك العديد من الطرق التي يتم فيها استخراجه من المواد الأخرى مثل الماء، والغاز الطبيعي، والمركبات الهيدروكربوبونية.
طرق إنتاج غاز الهيدروجين من الماء
طريقة الإزاحة
تتم هذه العملية عن طريق تفاعل فلز مع الماء حيث يتفاعل الفلز مع الماء مما يؤدي إلى إزاحة الهيدروجين، ومن هذه الفلزات الصوديوم والمغنيزيوم وغيرها من فلزات المجموعة الأولى، لكن هذه الطريقة مكلفه لأنّ هذه الفلزات تعتبر من الطاقات غير المتجددة، ومثال عليها: 2Na+2H2O→2NaOH+H2.
طريقة التحليل الكهربائي
تعتبر هذه الطريقة الأكثر شيوعاَ لإنتاج غاز الهيددروجين؛ لأن تكلفتها قليلة نسبياَتتم عن طريق إيصال قطبي كهرباء إلى قطعتي من الصلب غير قابل للصدأ ووضعهم في وعاء به ماء مضاف إليه ملح"لزيادة موصلية الماء" فبالتالي يحدث تكسير للروابط الكيميائية بين الأكسجين والهيدروجين وتفكيك الجزيئات بإستخدام الكهرباء، ومثال عليها: H2O+electricity→H2+1/2 O2.
طريقة اختزال بخار الماء بالكربون
تعد هذه الطريقة من الطرق الصناعية لانتاج غاز الهيدروجين حيث تعتمد على استخدام الفحم الحجري وتحويله الى الحالة الغازية عن طريق إدخال بخار الماء إلى فحم الكوك C مما يؤدي إلى إنتاج غاز الهيدروجين، ومثال عليها: C+H2O→CO+H2، وفي الخطوة الأخيرة يعالج غاز الماء مع بخار الماء بوجود أكسيد الحديد كالآتي: CO+H2+H2O→CO2+2 H2، ويتم التخلص من CO2 بواسطة الماء تحت ضغط مرتفع وبهذا ينتج لدينا الهيدروجين.
طريقة لين
في هذه الطريقة يتم إمرار بخار الماء الساخن على فلز الحديد الساخن ليصل إلى درجة الإحمرار مما يؤدي إلى تأكسد الحديد، ومع الزيادة المستمرة في امرار بخار الماء يؤدي إلى إنتاج غاز الهيدروجين كالآتي: Fe+4H2O→Fe3O4+4H2.
