المهندس أحمد جمال يكتب  ….الطرق المختلفة لتخزين الهيدروجين

المهندس _ أحمد جمال يكتب  ….الطرق المختلفة لتخزين الهيدروجين

الطرق المختلفه لتخزين الهيدروجين بشكل كثيف علشان يكون وقود اعتمادي
# physical_storaging

# pressurizing

طبعا كلنا عارفين ابسط طريقه لتخرين الغازات هي عن طريق الانضغاط في اسطوانات تحت ضغط عالي ولكن علشان نحصل علي قدر كافي للطاقة لازم الهيدروجين #ينضغط في اسطوانات تحت ضغوط من 350- 700 bar تقريبا وعلشان ده يحصل كان لازم يتم تطوير نوع من الاسطونات يتحمل الضغوط دي زي fiber reinforced composites pressure cylinders والي بتقدر تتحمل ضغوط ممكن توصل ل 700 bar .

#liquefaction
والطريقه التانية لتخزين الهيدروجين في high density form طبعا هي عن طريق الاسالة بالتبريد
cold or cryo-compressed hydrogen storage
ونظرا لانخفاض درجه غليان الهيدروجين الي بتصل ل −252.8°C علشان هنلاقي ان الانتاج العالمس لل liq Hydrogen ٣٥٥ طن /اليوم و اكبر معمل اسالة لوكالة ناسا سعته ٣٤ طن/ يوم باستهلاك طاقة 10- 6 kWhel/kg
والرقم ده كافي يوضحلك مدي صعوبه العملية دي و تكلفتها !

و معانا نوع تاني من طرق التخزين اسمه
#physical_Adsorption

hydrogen storaging via adsorption
هي طريقة بتعتمد علي ضخ الهيدروجين في ضغط عالي و درجه حرارة منخفضه – بيتم الاول بتبريد الهيدروجين بالنتروجين السائل علي درجة حرارة -196 C و ضغط حوالي 10-100 bar – داخل مادة ذات مساحة سطح كبيره جدا – with a large specific surface area زى

porous carbon-basedmaterials , metal-organic frameworks (MOFs) ], porous polymeric materials , and zeolites.
والي بسبب vander Waals بيحصل ترابط بين جزئيات المادة دى و الهيدروجين .
اقصي Adsorption كان علي porous carbon-based and materials (MOFs)
بنسبه منwt 8-10 % علي درجه حرارة – 196 C طبعا مش محتاج اقولك ان ده شغل lab scale ولسه محتاج تطوير و ابحاث ضخمه ازاي ده غير التكلفه الضخمه خصوصا لو عرفت انك محتاج تبخر 10 kg نتروجين علشان تبرد 1 kg من الهيدروجين باستهلاك طاقة ممكن يوصل ل kWhel/kg 6.7

#chemical_storage

#metal_hydrides
في الطريقه دى بيتم تخزين الهيدروجين داخل مركبات كيميائية اكثر استقرار عبارة عن احد المعادن + الهيدروجين و بتسمى metal hydrides و بتتميز الطريقه اننا ممكن نخزن فيها الهيدروجين بكثافة كبيرة تحت الظروف العادية من الضغط و الحرارة وبيتم استرجاع الهيدروجين منها اما بالحرارة او عن طريقه تفاعل كيميائى بسيط وده سمح بانتاجها بشكل تجارى و اسع وباسعار رخيصة ومن اشهر المركبات دى
magnesium hydride (MgH2) and
aluminum hydride (AlH3 )
والي ممكن تخزن الهيدروجين بنسبه 65-86 kg/m3 ولكن يعيبها ان استخلاص الهيدروجين بيحتاج درجات حرارة عالية ممكن توصل ل ٣٠٠ درجه مئوية
وزي ال metal haydrides فيها بردوا Complex metal hydrides بتتيمز عنها بخفه الوزن ورخص الثمن و كبر سعه التخزين 65 Kg/m3 وأنها تقدر تحصل منها علي الهيدروجين في درجات حرارة بسيطه اشهرها (NaAlH4), (NaBH4) ولكن يعيبها إنها صعب يحصل لها recycling نظرا لل stability of byproduct

بس يا هل تري الطرق دي خلت الهيدروجين وقود اعتمادي تعالوا نبص بقا علي الارقام الي تحت دي و نقرر

#Gasoline Heating Valve= 32-34 MJ/L

#HYDROGEN
Heating Value / Liq = 8.7 -10.3 MJ/L.
Heating Value/Gas 35 MPa = 2.8 – 3.4 MJ/L.
Heating Value/Gas 70 MPa = 4.8- 5.6 MJ/L

هنلاقي ان اعلي energy density موجوده في Liq hydrogen
وان energy density الموجوده في لتر واحد من الجازولين تكافئ 3.3-3.7 لتر من الهيدروجين السائل
او 11.4- 10 لتر غاز علي ضغط 350 bar .
او 6-6.7 لتر غاز علي ضغط 700 bar.
وده معناه اننا محتاجين storaging capacity اعلي ووسائل تخزين ارخص مش محتاجه بنية تحتية معقدة

وعلشان ده يحصل لازم نحول الهيدروجين الي مركبات كيميائة سهله التدوال و الاستخدام و ب energy density اعلي و اننا ندخله في صناعات بترولية مستدامة .