باب ابتكارات السلامة
الهيدروجين الأخضر
مقدمة:
تُطَالعنا الصُّحف والمجلَّات بموضوعاتٍ عن الهيدروجين الأخضر، وأنها محطُّ أنظار العالم في مخرجٍ جديدٍ من أزمة الطاقة، وتلوث البيئة، وتغيُّر المناخ؛ ولذلك سوف نقوم بالعرض من منظورٍ على يخصُّ علوم السلامة والصحة المهنية.
بدايةً، يجب أن نتعرَّف على هذا العنصر، وما خواصُّه ومصادره وفوائده للإنسانية.
أولًا: ما الهيدروجين؟
«الهيدروجين»: هو أحد عناصر الطبيعة، وهو موجود بوَفْرة داخل مُركَّبات كيميائية؛ مثل: الماء الموجود بالكرة الأرضية، وأيضًا في الغازات والمواد البترولية، لكن لا يوجد بشكلٍ منفردٍ إلا فيما نَدُر بالهواء الجوي، ولا تتجاوز نسبته في الهواء (0.00005% = 0.5جزء في المليون).
وهو غاز عديم اللون، كثافته (0.08988جم/لتر)؛ لذلك فهو أخفُّ من الهواء (1.29 جم/ لتر).
والبناء الذري للهيدروجين (البروتيوم) يتكوَّن من نواةٍ بها عدد (1) بروتون، ويدور حول النواة عدد (1) إليكترون في المدار الأول بالمستوى الأول للطاقة، وله عدد (2) نظير آخرين؛ أحدهما غير مُشعٍّ، وهو ديوترون (ثنائي) تتكوَّن نواته من عدد (1) بروتون، وعدد (1) نيوترون، أمَّا النظير المُشعُّ فهو التريتيوم (ثلاثي)، وتتكوَّن نواته من عدد (2) نيوترون، وعدد (1) بروتون، ونسبة النظير (ديوترون & التريتيوم) لا تزيد عن (0.015%) من إجمالي الهيدروجين (البروتيوم) الموجود في الطبيعة.
إذًا، ما الهيدروجين الأخضر؟
عندما نتحدَّث عن مصادر إنتاج الهيدروجين هنا تبرز الألوان المختلفة؛ حيث إنَّ هناك الهيدروجين الأخضر، والرمادي، والأزرق.
والمقصود بـ «الهيدروجين الأخضر»: هو الهيدروجين الناتج من التحليل الكهربائي (تيار مستمر) للماء بعد تحويله إلى إليكتروليت (إذابة قليلٍ من كلوريد الصوديوم) ليكون مُوصِّلًا جيدًا للتيار الكهربائي؛ ليتصاعد غاز الهيدروجين عند قطب الكاثود (+)، ويتصاعد الأكسجين عن قطب الأنود (-)،
وسُمِّي بالهيدروجين الأخضر؛ لأنه لا يوجد تصاعد أي غازات أو مواد أخرى مُلوِّثة للبيئة.
يأتـي الحديث إلى الهيدروجين الأزرق، وهو الهيدروجين الناتج من تفاعل غاز الميثان وسائل الماء على شكل تفاعل أكسدة واختزال، والناتج هو غاز الهيدروجين والكحول الميثيلي أو الميثانول، ومن المعروف أن الكحوليات تُنْـتِجُ لهبًا أزرق عند احتراقه؛ ولذلك سُمِّي غاز الهيدروجين الناتج بالهيدرجين الأزرق.
أمَّا النوع الثالث والأخير، فهو الهيدروجين الرمادي، ويَنْتج هذا النوع من احتراق غاز الإيثان (تفاعل أكسدة) لينتج غاز الهيدروجين، بالإضافة إلى أوَّل أكسيد الكربون، والذي يتحوَّل إلى ثاني أكسيد الكربون؛ لأنه غاز غير مستقرٍّ كيميائيًّا
ما تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
سعر الكيلو جرام (3 إلى 7,5 دولار)، بالمقارنة إلى سعر إنتاج الهيدروجين الأزرق ( 0,9 إلى 3,2 دولار).
ما مخاطر نَقْل وتداول هذا العنصر؟
الهيدروجين حسَّاسٌ جدًّا للحرارة، وقد تمَّ تصنيفه ضمن المواد الملتهبة رقم (4) طبقًا للكود NFPA704 (الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق)، وهو كود أمريكي دولي، ولم يذكر هذا الكود أي محاذير أخرى بخصوص النشاط الكيميائي، أو المخاطر الصحية، لكن عند الكشف على صحيفة بيانات سلامة العنصر، وُجِدَ أن مدى تركيز الهيدروجين القابل للاحتراق من (4% – 75%)، وهو مدًى كبير جدًّا بالنسبة لباقي المواد الملتهبة الأخرى، كذلك أَوْصَتْ صحيفة البيانات بوجود الغاز داخل حاوية بعيدًا عن أيِّ مصدر حرارة، كذلك يتمُّ المحافظة على برودة الغاز برَشِّ رذاذ مياهٍ على الجدار الخارجي للحاوية.
ويمكن الاستفادة من غاز الهيدروجين بإنتاجٍ مباشرٍ للكهرباء، أو داخل آلات الاحتراق الداخلي، وهو لا يُشكِّل ضررًا بالبيئة إطلاقًا.
