ما هي عملية التحليل الكهربائي؟
التحليل الكهربائي هي عملية يتم بها تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية عن طريق تمرير تيار كهربائي في محلول كيميائي، وتتكون خلية التحليل الكهربائي من قطبين أحدهما موجب والآخر سالب مفصولين عن بعضهما البعض وموضوعان في محلول كهرلي يحتوي على أيونات موجبة وسالبة الشحنة، وتبدأ الخلية بالعمل بمرور التيار الكهربائي الذي يعمل على إحداث تغير كيمائي في المحلول من خلال تفاعلي الأكسدة والاختزال، فتكسب مادة أحد القطبين الإلكترونات في تفاعل الاختزال، وتفقدها المادة الأخرى في تفاعل الأكسدة.[١]
ما هي عملية إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي؟
تعرف عملية تمرير تيار كهربائي عبر الماء لفصل جزيئاته والحصول على غازي الأكسجين والهيدروجين بالتحليل الكهربائي للماء، حيث تكون المعادلة الكلية التي تصف هذا التفاعل على النحو الآتي:[٢]
وتنقسم المعادلة الكلية إلى معادلتين إحداها لتفاعل الأكسدة، والذي ينتج عنه غاز الأكسجين بفعل فقدانه للإلكترونات، وتكون معادلته كالآتي:
والآخر تفاعل الاختزال، والذي يحدث عند المهبط عندما تكتسب ذرات الهيدروجين الإلكترونات، وتتحول إلى غاز الهيدروجين، وتكون معادلته كالآتي:
وتعتبر عملية التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين الخالي من الكربون من أحد الطرق المهمة والواعدة في إنتاج الطاقة الكهربائية من المصادر النظيفة أو المصادر المتجددة، كما أنها عملية يمكن استخدامها على مختلف النطاقات الصغيرة منها والكبيرة.[٣]
أماكن استخدام الهيدروجين الناتج عن عملية التحليل الكهربائي
يستخدم غاز الهيدروجين الناتج عن عملية التحليل الكهربائي في تطبيقات عديدة، من أبرزها:[٤]
- التوربينات لتوليد الطاقة الكهربائية بكفاءة أعلى من الوقود الأحفوري.
- خلايا الوقود.
- مختلف التطبيقات الصناعية.
- الصواريخ التي يتم إطلاقها إلى الفضاء الخارجي.
إيجابيات إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي
تمتلك عملية إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي العديد من الإيجابيات، ومنها:[٥]
- يمكن إنتاج الهيدروجين من موارد محلية متنوعة.
- احتمال انبعاثات غازات الدفيئة قريب من الصفر؛ وبذلك فإن عملية إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي لا تزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري، وخاصة إذا تم استخدام مصادر طاقة متجددة في عملية توليد التيار الكهربائي الذي تحتاجه خلية التحليل لإنتاج الهيدروجين.
- بمجرد إنتاج الهيدروجين، يولد طاقة كهربائية في خلية الوقود، ولا ينبعث منها سوى بخار الماء والهواء الدافئ، وهذا جانب جيد جدًا للقطاعات الصناعية، مثل قطاعي الطاقة والنقل.
سلبيات إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي
تمتلك عملية إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي العديد من السلبيات، ومن أهمها:[٦][٧]
- الطاقة اللازمة لإجراء عملية التحليل الكهربائي للماء لغاية إنتاج الهيدروجين كبيرة نسبياً.
- إذا تم استخدام الطرق التقليدية وهي حرق الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة اللازمة لتحليل المياه، فإن هذه العملية ستنتج الكثير من انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون؛ مما يساهم في تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري.
- التكلفة المرتفعة نسبيًا.
- تكلفة نقل الهيدروجين من مكانٍ إلى آخر عالية نسبياً.
- لا تتوفر أماكن لتخزين الهيدروجين الناتج عن عملية تحليل الماء.
المراجع
- ↑ "electrolysis", britannica, Retrieved 21/3/2023. Edited.
- ↑ "What is electrolysis of water?", byjus, Retrieved 21/3/2023. Edited.
- ↑ is a promising option,a unit called an electrolyzer "Hydrogen Production: Electrolysis", energy, Retrieved 21/3/2023. Edited.
- ↑ "Hydrogen explained", eia, Retrieved 21/3/2023. Edited.
- ↑ can be produced from,stationary and transportation energy sectors "Hydrogen Benefits and Considerations", afdc.energy, Retrieved 21/3/2023. Edited.
- ↑ takes a lot of,of CO2 "What is the disadvantage of electrolysis of water", brainly, Retrieved 21/3/2023. Edited.
- ↑ No vehicle emissions other,space-age technology is expensive "The Pros and Cons on Alternative Fuels", consumerreports, Retrieved 21/3/2023. Edited.
