معهد توب ماكس تكنولوجي » هندسة توب » هندسة الكهرباء Electrical Engineering » هندسة الطاقة Energy engineering

[سائر في ربى الزمن]

لسلام عليكم

البحث عن مصادرة للطاقة كانت بالماضى القريب مجال للبحث عن مصادرها
وبعد ان توصل العلم والعلماء الى افضل اكتشاف للطاقة فى الكون كله التزموا الصمت وتم التوقف عن تلك الابحاث اللتى كانت تنفق عليها المليارات من الدولارات

السبب
هو انهم اكتشفوا ان ارخص وافضل وانظف مصدر فى الكون كله هو الهيدروجين



وفى تلك الدورة سنتحدث عن الطرق المختلفة لاستخدام الهيدروجين كوقود نظيف ورخيص ومحافظ على البيئة

وسيتم شرح لبعض طرق استخدام الماء كوقود قد تزيد على 11 أحد عشر طريقة مختلفه و كيف يمكن الاستفادة من الماء وتحويله الى اغلى من الذهب
وليس بالاخص ماء لشرب
بل يمكن استخدام
ماء الصرف الصحى

ماء البحر

ماء البرك والمطر والمستنقعات

القمامة والزبالة المخلوطة بالماء

بعض المواد الكيمواية الرخيصة لانتاج الهيدروجين
وكلها على سبيل المثال لا الحصر فهناك مئات الطرق لا ستخدام الماء لا استطيع جمعها فى دورة واحدة
فهذا هو الوقود الجديد النظيف للبيئة
نعم

غاز الهيدروجين



فمنه تنشاء الكواكب والنجوم والمجرات

ومنه نستمد الطاقة الشمسية وتصل لنا اشعه الشمس بالقدر اللازم للحياة
ومنه يمكن انتاج ارخص كهرباء وانظف طاقة ومنه يمكن تسيير السيارات ومولدات الكهرباء والمصانع

وتعددت طرق انتاجه والحصول عليه

ومنه يتكون كل كائن حى فاجسامنا تحتوى على اكثر من 73% هيدروجين

فما هو هذا الغاز العجيب ؟
وما الاسرار اللتى جعلها الله تعالى فى هذا الغاز وحده ؟

ولماذا جعل الله تعالى من الماء كل شئ حي ؟

وكيف يمكن ان نحقق الحلم بتحويل السيارات او مولدات الكهرباء او مالمحركات بالمصانع وورش اللحام للعمل بالهيدروجين ؟

كل تلك الاسئلة ستكون من ضمن سلسلة الشرح للوقود الجديد الهيدروجين

فتابعونا

الهيدروجين

الهيدروجين أحد أهم العناصر الكيميائية، ويتميز بأنه عديم الطعم واللون والرائحة. ويرمز للهيدروجين بالحرف (H).
تعتبر ذرة الهيدروجين أخف وأبسط ذرة معروفة، حيث إنها تتكون من بروتون واحد فقط (يحمل شحنة موجبة) وإلكترون واحد (يحمل شحنة سالبة). عدده الذري (1)، ووزنه الذري (1,0079).
اشتُق اصطلاح الهيدروجين من كلمتين إغريقيتين تعنيان: مُكّوِن الماء، حيث يحتوي جزيء الماء على ذرتين من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين.

وجوده.

يعتبر الهيدروجين العنصر التاسع من حيث وفرته في القشرة الأرضية، حيث يُكوّن تقريبا 1% من القشرة. ويوجد معظم الهيدروجين متحداً مع العناصر الأخرى، ولكن وجود عديد من تجمعات الهيدروجين الحر كان سببًا في حدوث انفجارات عنيفة في مناجم الفحم تحت سطح الأرض. وتتركب معظم أجزاء الشمس والعديد من النجوم من الهيدروجين.
ويتحد الهيدروجين مع العناصر الكيميائية الأخرى في خلايا النباتات والحيوانات بمثل ما هو في الماء. وتتركب الهيدروكربونات، التي تعد واحدة من أهم أنواع المركبات، من الهيدروجين والكربون. فالنفط والغاز الطبيعي على سبيل المثال، يتكونان من خليط متنوع من الهيدروكربونات. كما تحتوي الأحماض الشائعة، والعديد من القلويات وكذلك العديد من المركبات الأخرى على الهيدروجين.


خواصه

اكتشف العالم الإنجليزي، هنري كافندش، خواص الهيدروجين، ومَيزه عنصرًا عام 1766م. ويمكن تكثيف الهيدروجين إلى سائل يغلي عند درجة حرارة - 257,87°م ويتجمد عند درجة حرارة -259,14°م.


تحضير الهيدروجين

. يمكن إنتاج الهيدروجين معمليًا بالتحليل الكهربائي للماء. انظر:التحليل الكهربائي. وعند استخدام التحليل الكهربائي، يقوم التيار الكهربائي بتحليل الماء إلى عنصريه، غازي الهيدروجين والأكسجين.
تُنتج كميات كبيرة من الهيدروجين تجارياً بوصفه منتجًا ثانويًا عند تصنيع الصودا الكاوية باستخدام التحليل الكهربائي للماء المالح، ولكن معظم الهيدروجين ينتج تجارياً بتمرير بخار الماء على فحم ساخن أو حديد أو بتفاعل البخار مع الغاز الطبيعي في وجود عامل حفّاز.

مركبات الهيدروجين.

يتحد الهيدروجين مباشرة مع العديد من الفلزات النشطة، ولكن تُصنع معظم مركبات الهيدروجين بطرق غير مباشرة. وتنطلق كمية كبيرة من الحرارة نسبياً عند اتحاد ذرتين من الهيدروجين لتكوين جزيء منه. وقدرة الهيدروجين على الاشتعال مكنته من أن يكون مفيداً في إنتاج العديد من المركبات. فعلى سبيل المثال، ينفجر خليط من الهيدروجين والأكسجين بعنف عند اشعاله بشرارة. ويشتعل الهيدروجين بلهب حار منتجاً الماء في وجود هواء أو أكسجين. ويشتعل الكلور في وجود الهيدروجين مكوناً غاز كلوريد الهيدروجين عديم اللون HCL. كما يعرف محلول كلوريد الهيدروجين في الماء بحمض الهيدروكلوريك.

تُصنع كميات كبيرة من غاز النشادر

NH3 بعملية هابر باتحاد الهيدروجين والنيتروجين. وتحُضّر بقية مركبات الهيدروجين بطرق غير مباشرة من ضمنها مركبات فوق أكسيد الهيدروجين (H2O2) وحمض الخل (CH3COOH) والكحول الأثيلي (C2H5OH). ويتحد الهيدروجين مباشرة مع العديد من المركبات تحت ظروف مناسبة. فيتحد الهيدروجين مع أول أكسيد الكربون (CO) بطريقة باترت مكوناً الميثانول أو كحول الخشب (CH3OH). ويتحد أيضا مع الدهون السائلة مكوناً شحوماً صلبة.
وتدعى هذه الطريقة بالهدرجة،وتستخدم لتحويل الزيوت النباتية إلى سمن شبه صلب يستخدم في الطهي


استخداماته.


ومقدرة الهيدروجين على إنتاج حرارة عند اتحاده مع الأكسجين، جعلته وقوداً جيداً. وقد طور العلماء في بعض الدول مثل كندا، واليابان، والولايات المتحدة الأمريكية، والاتحاد السوفييتي (سابقًا) طرقًا لاستخدام الهيدروجين مصدرًا للطاقة، وماتزال الأبحاث في هذا المجال جارية. فالوقود الهيدروجيني على سبيل المثال، يوفر الطاقة للمحرك الرئيسي في نظام العربة المدارية للمكوك الفضائي
وهل تعلمون لماذا ؟

لان الطاقة الكهربية المتحررة من دمج عنصري الماء وهما الهيدروجين والاكسجين اكبر من تلك اللتى تستخدم فى خلية تحليل الماء للحصول على الهيدروجين والاكسجين

ففي تلك المركبة تم استخدام الدائرة المغلقة لوقود الماء = وقود الهيدروجين فتوجد وحدة لتحليل الماء كهربيا الى خزانين واحدلتخزين الاكسجين والثانى لتخزين الهيدروجين
ويتم استهلاك هذا الرصيد من الغازات فى خلية الدمج الكهربي فيتم اعادة اتحاد الاكسجين معالهيدروجين منتجا الكهرباء اللازمة لتشغيل كافة اجهزة المركبة وشحن بطارياتها و يكون ناتج الدمج هو الماء الذى يتم تجميعه وتبريده لوضعه مرة اخرى فى خلية التحليل للماء

وبهذا النظام لن تحتاج الى محطة تزويد بالوقود = طبعا لانها متواجدة على المريخ

و الولايات المتحدة الأمريكية تستخدم إحدى وحدات الطاقة، الوقود الهيدروجيني لإنتاج الكهرباء في مدينة نيويورك. وقد صمم المهندسون سيارات تجريبية تسير بالوقود الهيدروجيني. وعند تفاعل الفحم مع الهيدروجين كيميائياً يمكن تكوين البترول، أو زيت الوقود، أو الغاز الطبيعي المصنّع.





ومن هنا بداء البحث الجاد عن افضل الطرق للحصول على هذا الغاز السحرى
والبحث عن طرق جديدة لتوليد الطاقة منه
======================================


وقود الماء


ويقصد به الماء بعد تحليله الى غازيه الاكسجين والهيدروجين

وهنا يوجد طريقتين الاولى


وهى الشائعه ويتم تحليل الماء فى اناء واحد يشمل الكاثود واانود ويتصاعد الغازان مجتمعان لنحصل على
مايسمي وقود الاكسي هيدروجين
لانه يتكون من خليط غاز الاكسجين وغاز الهيدروجين

وهذا الخليط يتم استخدامه فى المحرات اللتى تعمل باوقود التقليدي

الطريقة الثانية

ويتم تحليل الماء فى اناء مزدوج

ويوضع بالاناء الاول الكاثود وبالاناء الثانى الانود ويكون الماء متصل بينهما من خلال ممر التوصيل

وفى الاناء الاول يتصاعد غاز الهيدروجين
وفى الاناء الثانى يتصاعد غاز الاكسجين

ويتم تجميع كل غاز منفصل عن الاخر فى خزانين

وذالك حتى يتم استخدامهما فى خلايا توليد الكهرباء عند دمج الهيدروجين والاكسجين مرة اخرى لنحصل على الطاقة الكهربية و العادم هو الماء وبخار الماء الذى يمكن اعادة استخدامه مرات عديدة




الماء وقود المستقبل

مع الصراع والبحث عن مصادر للطاقة النظيفة وجدت الشركات والجامعات المتخصصة ان الهيدروجين عند استخدامه ولو بنسبة بسيطة مع البنزين او الوقود التقليدي فان نسبة السموم وغازات اول اكسيد الكربوى تقل الى درجه تقترب من الصفر

مما يعنى انه باستخدام هذا الغاز نحصل على بيئة نظيفة فهو الوقود الوحيد بالكون كله الذى خلقه الله تعالى فى احس صورة وافضل اداء

فهو غير ملوث للبيئة لانه بعد استخدامه لا ينتج سموم وسحب سوداء وذالك لان العادم هو بخار الماء

فعند استخدام لتر ما الماء فانه يتحول الى لتر من بخار الماء الذى سيسقط كامطار فى مكان ما على الارض

وهو الوقود الوجد الذى لا ينتج عنه حراة عالية لانه بخار للماء


والان نجد ان كثير من شركات السيارات والطائرات والسفن بدات فى التحول الى هذا الوقود النظيف

فمنهم من استخدم الهيدروجين مباشرة على المحركات العادية للسيارات وتسمي محركات الاحتراق الداخلى
مثل شركة بي ام في BMW وسيارتها الشهيرة والمتواجدة فى احد المعارض فى المانيا

ومنهم من استخدم تقنية استخراج الطاقة الكهربية من الهيدروجين لتشغيل سيارات حديثة ذات محرك كهربي

وهى اللتى بداءت تغزو الاسواق منذ 2005 الى الان

وتلك الطريقتين هما طريقتان قديمتات ظهرتا منذ اكثر من قرنين من الزمان وقد تم التحفظ عليها

---

'hrm hgid]v,[dk ,hsjo]hl hglhx ;,r,] k/dt ,f]dg

[eng_mo7a]

احييك اخى الكريم على الموضوع المفيد و الاكثر من رائع

جزاك الله كل خير