علوم الأرض والجيولوجيا

الاستخدامات المتعددة لـ”غاز الهيدروجين”

2002 في رحاب الكيمياء

الدكتور نزار رباح الريس , الدكتورة فايزة محمد الخرافي

KFAS

غاز الهيدروجين علوم الأرض والجيولوجيا

في إحدى قصص الخيال العلمي تنبا جول فيرني (J. Ferny) عام 1870 بان الماء سيكون فحم المستقبل ومصدر الطاقة الجديد . 

والآن تجري الأبحاث على قدم وساق لاستخدام غاز الهيدروجين كوقود ومصدر للطاقة .  وحالياً تجرى التجارب على السيارة الألمانية الشهيرة بي . إم . دبليو .

 بعد تزويدها بخزان للهيدروجين السائل سعته 130 لتراً وتستطيع قطع مسافة 400 كيلو متراً باستخدام هذا الوقود .

ولقد عرفنا الخواص المميزة لغاز الهيدروجين منذ ما ينوف على مائتي عام .  ففي عام 1766 استطاع العالم الإنجليزي هنر يكفندش (H. Cavendish) من فصل الهيدروجين لأول مرة من خليط من الغازات غير القابلة للإحتراق . 

 

وفي عام 1976 اكتشف أن إحراق الهيدروجين يؤدي إلى تكوين الماء ، وهذا ما دفع ، العالم لافوازييه على إطلاق اسم الهيدروجين على هذا الغاز ، حيث أن هذا الإسم يعني "مُوَلِّد الماء" وقد تم عام 1783 ملء بالون ضخم قطره خمسة امتار بغاز الهيدروجين ، وحيث إنه أخف الغازات فقد منح البالون قدرة فائقة على السباحة في الهواء مكنته من الطيران لمسافة 25 كيلو متر .  

وحوالي عام 1900 بدأ عهد السفن الهوائية المملوءة بالهيدروجين أو المناطيدن وكذلك بدا استخدام الهيدروجين في الصناعة وبخاصة في عمليات لحام المعادن .

 

لكن استخدام السفن الهوائية كوسيلة للطيران انتهت بفاجعة المنطاد الالماني هندنبرغ عام 1937 ، الذي اشتعلت فيه النيران قبيل هبوطه قرب مدينة نيوجرسي الأمريكية .

ومنذ ذلك الوقت يعد الهيدروجين غازاً له قابلية عالية للاشتعال .  ويتحدث الجميع عن ظاهرة هندنبرغ حيث إنه ذهب ضحيتها 35 راكباً ، لكنهم ينسون أنه نجا من هذا الحادث 62 راكباً آخر ، وإن من لقي ححتفه لم يكن بسبب الاحتراق بالهيدروجين ولكن بسبب الذعر الذي ساد الركاب في اثناء محاولتهم النجاة من المنطاد المحترق . 

 

ولو قارنا هذا الحادث باي حادث من حوادث الطيران فلن تجده أكثر خطراً، إذ أن هناك عشرات الحوادث التي تحدث للطائرات والتي يذهب ضحيها عدد كبير من الركاب .  وهكذا فمن الخطأ النظر إلى الهيدروجين على أنه أكثر خطورة من الغازولين أو أنواع الوقود الأخرى .

وقد استخدم الهيدروجين في الآونة الاخيرة كوقود لعربات الفضاء ، حيث يتفاعل الهيدروجين السائل مع الأكسجين السائل ليكَوِّن البخار الذي يندفع خارج العربة بقوة هائلة محدثاً الطاقة اللازمة للإندفاع .

اما الاستخدام الرئيس للهيدروجين حالياً فهو في مجال الصناعة ، ففي المانيا ينتج حالياً حوالي 20 بليون متر مكعب منه سنوياً ، والمصدر الرئيس لتحضيره هو تحلل الماء ليكون الهيدروجين والأكسجين ، وكذلك عن طريق مفاعلة المركبات الهيدروكربونية مع بخار الماء عند حوالي 900 درجة سليزية وفي وجود عامل مساعد .

 

أما استخدام الهيدروجين السائل كوقود للسيارات فقد قطع شوطاً بعيداً وأصبح واقعاً ملموساً ، بل إنه حل جميع المشكلات التقنية الخاصة بهذا الأمر . والمشكلة المتبقية تتمثل في كلفة استخدام والتي تبلغ ثلاثة أضعاف كلفة استخدام الغازولين . 

لكن الأبحاث الجارية قد يتمكن من التغلب على هذه القضية ، خاصة وأن الهيدروجين له مميزات مهمة منها أن مصدره هو الماء ، وهو مصدر لا ينضب ، إضافة إلى أن استخدامه لا يسبب أي تلوث بيئي .  فحينما يحترق الهيدروجين يعود ويكون بخار الماء .

 

وهكذا فإن الابحاث قائمة على قدم وساق لاستخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة ، ففي كندا تجري تجارب على استخدامه لتسيير القطارات، وفي الولايات المتحدة يتم التفكير في استخدامه في الطائرات الأسرع من الصوت . 

وتتركز بعض الأبحاث على وسيلة إنتاج الهيدروجين ، وتتجه الأنظار إلى استخدام الطاقة الشمسية كوسيلة لإنتاجه وعلينا ألا نستغرب إذا أصبح الهيدروجين هو وقود القرن الحادي والعشرين .

مجلة مدار
‫‪حذف الأمراض من حمضنا النووي
ثارت ولادة أول طفلين معدلين جينياً في العالم ضجة كبيرة عام 2018. فقد عُدل الحمض النووي DNA للفتاتين التوأم أثناء عمليات التلقيح الصناعي في المختبر باستخدام تقنية تحرير الجينات كريسبر، وذلك بهدف حمايتهن من فيروس نقص المناعة البشرية HIV. وتستخدم تقنية كريسبر إنزيماً بكتيرياً لاستهداف وقطع تسلسل محدد في حمض نووي. وقد وُضع الباحث الصيني هي جيانكوي He Jiankui، الذي قاد العمل، في السجن لأنه تجاهل إرشادات السلامة ولم يحصل على موافقة واضحة. لكن في ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪اللقاحات القابلة للأكل..
اللقاحات القابلة للأكل تعد بديلا مناسبا للحصول على لقاحات آمنة وفعالة، وهي لقاحات تحتوي على مولد ضد صالح للتناول دول عدة تراهن على الطحالب الدقيقة المعدلة وراثيًا لتطوير لقاح لمرض كوفيد-19 صالح للأكل مستخدمة الهندسة الوراثية د. طارق قابيل أستاذ في كلية العلوم - جامعة القاهرة مصر
     منذ استشراء جائحة فيروس كورونا المستجد المسبب لجائحة كوفيد-19، هرعت كثير من المؤسسات الطبية وحكومات بعض الدول إلى تكثيف البحوث ودعم الدراسات الهادفة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إنشاء مستشفيات جديدة في ووهان
ع إبلاغ المستشفيات القائمة عن نقص في الأسرّة بسبب زيادة الطلب الناجم عن انتشار فيروس كورونا السريع، قررت الصين في 24 يناير البدء ببناء مستشفيات جديدة. بعد أقل من أسبوعين، فتحت أبواب المرافق الطبية الجديدة لاستقبال أول المرضى.
أنشئ مستشفيان جديدان في ووهان، عاصمة مقاطعة هوبي، في الأسبوع الأول من شهر فبراير. واستغرق الأمر أقل من أسبوعين للانتقال من وضع حجر الأساس في الموقع إلى البدء باستقبال أول المرضى. والمستشفيان الجديدان - مستشفى ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إيقاف الآفات بوسائل غير وحشية
ن أحد الاستخدامات الأخرى المحتملة للتحرير الجيني هو القضاء على الآفات. ويمكن للتحرير الجيني ذاتي التكرار Self-replicating edits المُسمى ‘المحركات الجينية’ Gene drives والمستند إلى تقنية كريسبر CRISPR تدمير مجموعات الكائنات الحية بكاملها. في التجارب المعملية، غالباً ما ينتج الحمض النووي DNA المُدخل حديثاً جنساً واحداً عقيماً، يكرر نفسه ليصيب كلتا النسختين من كروموسومات صبغيات الحيوان بحيث ينتقل إلى نسله بكامله. وقد طور بعض البعوض مقاومة ضد ... (قراءة المقال)
‫‪حياة في الزُّهرة
ي الأسبوع الماضي فريق فلكي عالمي اعلن عن اكتشاف اثار و علامات حيوية ممكن ان تكون صادرة من حياة على كوكب الزهرة و هذه العلامة هي عبارة عن اكتشاف مركب يسمى الفوسفين متواجد في طبقات الغلاف الجوي .. و قد و نضع تحت قد خطوط حمراء .. قد تكون هذه المادة صادرة من حياة هناك و بالاخص من الميكروبات .. هكذا أعلنت الجمعية الملكية الفلكية في مؤتمرها الأسبوع الماضي .. للامانة هذا الخبر يجب الا يمر مرور الكرام و هو خبر ضخم جدا جدا .. صاعق و مفرح و غريب و مشاعر ... (قراءة المقال)