ENGLISH

بحث في العناوين     بحث في المحتوى     بحث في اسماء الكتب     بحث في اسماء المؤلفين

القرأن الكريم وعلومه
العقائد الأسلامية
الفقه الأسلامي
علم الرجال
السيرة النبوية
الاخلاق والادعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الأدارة والاقتصاد
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الزراعة
الجغرافية
القانون
الإعلام

رمز الامان : 5306

علم الفيزياء

عدد المواضيع في هذا القسم 8178
تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء

تحضير الهيدروجين بالتحلل الكهربائي للماء

11:31 AM

23 / 7 / 2021

229

المؤلف : الدكتور محمد رأفت اسماعيل والدكتور علي الجمعان

المصدر : الطاقة المتجددة

الجزء والصفحة : 135

+
-

تحضير الهيدروجين بالتحلل الكهربائي للماء

تعتبرهذه الطريقة أبسط الطرق لمعروفة للحصول على الهيدروجين من الماء واكثرها إنتشارا. يظهر الشكل (١) جهاز مخبري بسيط لتحيل الماءكهربيا. يسمى مثل هذا الجهاز تغلية التحليل الكهربي. وتتألف هذه الخلية من وعاء زجاجي يحوي محلول إلكتروليتي (محلول حمضي أو قلوي) .


يحتوي الوعاء على قضيبين أو صفيحتين من البلاتين ، يتصل أحدهما بالقطب الموجب لمولد كهربائي ويسمى (المصعد) ، والآخر بالقطب السالب للمولد الكهربائي ويسمى المهبط . وإذا كان فرق الجهد بين المصعد والمهبط حوالي 1.5 فولت بإمرار تياركهربي في الدائرة نلاحظ تصاعد فقاعات من غاز الهيدروجين على المهبط ، وفقاعات من غاز الأكسجين على المصعد . ويكون ذلك نتيجة تحلل الماء في المحلول الالكتروليت إلى أيونات الهيدروجين الموجبة وأيونات الأكسجين السالبة .

وتنتقل أيونات الهيدروجين إلى المهبط لتأخذ منه إلكترونات (يكتسب كل أيون إلكترون واحد) وتتحول إلى ذرات هيدروجين ، وتتحد كل ذرتين لتكونا جزىء هيدروجين يتصاعد عند المهبط . أما أيونات الأكسجين فتتجه إلى المصعد حيث تعطى له إلكترونات (يفقدكل أيون إلكترونين) وتتحول بالتالي إلى ذرات فجزيئات تتصاعد عند المصعد بنفس طريقة غاز الهيدروجين.

وتتألف أجهزة التحلل الكهربي في الصناعة من عددكبير من خلايا متتاجهة من ناحية التركيب ومبدأ عملها كتلك المبينة في الشكل (١) ولكنها تختلف عنها بطبيعة المواد المستعملة فيها إذ تستعمل معظم هذه الأجهزة الفولاذ كمهبط والنيكل كمصعد . أما الألكتروليت المستعمل فهو غالبا محلول مالي لأملاح البوتاسيوم . تبلغ درجة الحرارة في هذه الخلايا ٦٠ إلى ٩٠ درجة مثوية ، كما يبلغ فرق الجهد بين المصعد والمهبط 109 إلى 203 فولت وشدة التيار الكهربي المار في وحدة السطح من المصعد أوالمهبط ١٥٠ إلى ٢٠٠ ملي أمبير لكل ستتيمتر مربع . ويستهلك إنتاج واحد متر مكعب من غاز الهيدروجين (في درجة ٢٥ مئوية وضغط جوي نظامي) في معظم الأجهزة المنتشرة في وقتنا الحاضر كمية من الكهرباء تتراوح بين 4.50 إلى 4.85 كيلو وات ساعة . وهذا ما يجعل تكاليف إنتاج الهيدروجين حسب هذه الطريقة بالأجهزة المتوفرة مرتفع نسبيا لذلك تتركز الأنجاث حاليا على نحسين المردود لهذه الخلايا .

ويتعلق مردود أجهزة التحلل الكهربي (كمية الهيدروجين المنتجة /كمية الكهرباء اللازمة) بفرق الجهد بين المصعد والمهبط وبكثافة التيار الكهربي (أي شدة التيار المار في وحدة السطح بين المصعد والمهبط ) . فيزداد هذا المردود بإزدياد كثافة التيار الكهربي حيث يؤدي إلى زيادة سرعة تحلل الماء . كما يزداد المردود بانقاح فرق الجهد أي يتناسب معه عكسيا. لذا فإنه يلزم لتحسين المردود انقاص فرق الجهد مثلا على أن تبتقى كثافة التيار الكهربي ثابتة أو تزداد قيمتها . أو زيادة كثافة التيار مع إبقاء فرق الجهد ثابتا . إلا أن تحقيق ذلك عمليا أمراً صعباً جداً . إذ تؤدي أي زيادة لكثافة التيار الكهربي إلى رفع فرق الجهد. ومازالت هذه الطريقة ونحسينها هدفاً للبحث العلمي من أجل تحسين المردود وخفض تكاليف إنتاج الهيدروجين.

ومن جهة ثانية تمكن العلماء من إدخال تحسينات جذرية أكثرعلى المردود بإنتاج وتطوير الكتروليت صلب وإحلاله عحل الالكتروليت السائل .

فيلسوف العرب .. أول من حمل لواء الفلسفة في الإسلام

عاشوراء.. دروسٌ وعِبَر (5)

الإمامُ زينُ العابدينَ عليهِ السَّلامُ في مجلسِ يزيد

عاشُوراء.. دروسٌ وعِبَر (4)

عاشوراء.. دروسٌ وَعِبَر (3)

عاشوراءُ.. دروسٌ وعِبَر (2)

عاشُوراء.. دروسٌ وعِبَر (1)

ما ضرورةُ تهيئةِ العَوائلِ قبلَ حُلولِ المُصيبَةِ؟ عائلةُ الإمامِ الحُسينِ-عليهِ السَّلامُ- أُنموذجاً

دورُ الأمّ والزَّوجَةِ الصالحَةِ في كربلاء

الحسن والحسين الإمتداد الطبيعي لرسول الله

البنوّة السنخيّة بين الإمام الحسين وجدّه رسول الله

الأدلّة على مشروعية زيارة القبور

ما الفرق بين المناداة والمناجاة ؟

سيبقى الحسين صوتاً مجلجلاً تخشع له القلوب والضمائر

لماذا نحيي ذكرى عاشوراء؟

(لعبتْ هاشمُ بالملكِ فلا... خبرٌ جاءَ ولا وحيٌ نزل) تلخيصٌ لمنهج الضلالة الذي جابهه الحُسين (عليه السلام)

في ذكرى عاشوراء نستجلي الحسين (عليه السلام) فكرةً وموقفاً وإباء

أصحاب الإمام الحسين (عليه السلام) صفوة المسلمين ومخاض مدرسة النبوة

ما هِيَ أولَويّاتُ التعلُّمِ بالنِسبَةِ للمرأةِ؟

خمسةُ ألوانٍ في بيتِكَ تُشعِرُكَ بالسَّعادَةِ

كيفَ نُنشِئُ أسرَةً صالحةً؟

سَبعَةُ نشاطاتٍ لتخفيفِ التَّنَمُّرِ الأُسريّ

سَبعُ عِباراتٍ تحفيزيّةٍ لبعضِ المشاهِير

دورُ أهلِ البَيتِ (عَليهِمُ السَّلامُ) في المُحافَظةِ على البِناءِ الأُسَريِّ

أخلاقُكَ بعدَ مَمَاتِكَ!

كيفَ تُصَمِّمُ أهدافَكَ؟

هل يُمكِنُ تأهيلُ الأطفالِ تربوياً

إنشاء أدمغة مصغرة في المختبر تحاكي مرض باركنسون أملا في إيجاد علاج له

الأمم المتحدة تحذر من الذكاء الاصطناعي غير الخاضع للرقابة و انتهاكه لحقوق الإنسان

جلد متحجر يكشف لأول مرة عن شكل ديناصورات نادرة آكلة للحوم

نيوزيلندا..اكتشاف أحافير لطيور البطريق العملاقة

بانتظار آيفون 13 .. الكشف عن موعد عقد آبل لأكبر حدث إطلاق منتجاتها لعام 2021!

أوبل تكشف النقاب عن سيارة كهربائية بقيمة 7000 دولار وقيادتها لا تتطلب رخصة!

منافس آخر لـ Land Cruiser يظهر من الصين

في اكتشاف هام.. العلماء يكشفون سر كون لدغات النمل قوية جدا ومؤلمة!

عالم آثار هاو يعثر على كنوز ذهبية فريدة عمرها 1500 عام

5 علامات في الأظافر تدل على نقص في الفيتامينات

نمط النوم يمكن أن يزيد بشكل كبير من خطر صحي قد يؤدي إلى النوبة القلبية أو السكتة الدماغية

5 أطعمة تضاعف خطر الإصابة بـ داء الملوك و5 أخرى تخفف من أعراضه

طبيبة عيون توضّح تأثير كوفيد-19 في جودة الرؤية

دراسة تحدد أدوية متوفرة فعليا يمكن أن تقتل SARS-CoV2 في الخلايا

دراسة تدق ناقوس الخطر حول علاقة نمط الحياة المستقر بالإصابة بالسكتة الدماغية

مركز غاماليا الروسي: قد نطور لقاحا يحمي من فيروسي كورونا والإنفلونزا في آن واحد

اكتشاف نظام لم يسبق له مثيل لحرق الدهون العميقة في دراسات على الفئران

خبيرة تكشف عن 7 عوامل تزيد من خطر الإصابة بأكثر أمراض الخرف شيوعا

جمعيّةُ كشّافة الكفيل تُنظّم دورةً في أساسيّات التقديم والإلقاء

معهدُ القرآن الكريم في بابل يواصل سلسلة محاضراته الخاصّة بموسم الحزن الحسينيّ

العتبة العلوية المقدسة... دار أبي طالب للطباعة ينجز آلاف المطبوعات الخاصة بزيارة الأربعين

شَهِد تأبين المتوفين من خَدَمة أمير المؤمنين(ع) ... العتبة العلوية تقيم مجلس عزاء الإمام الحسن(عليه السلام) بدار ضيافة الإمام علي – صور -

سراديب وصحن جديد.. تعرف على المساحات والأماكن التي ستفتتحها العتبة الحسينية للزائرين خلال زيارة الاربعين

بعد تعذر علاجه في العراق.. ممثل المرجعية يتصل بعائلة شاب يعاني من تليف في الرئة ويساهم بصرف (20,000) دولار وتسهيل سفرهم الى الهند

الأمانة العامة للعتبة الكاظمية المقدسة تشارك في مراسم تشييع المرجع الديني سماحة السيد محمد سعيد الحكيم "طيب الله ثراه"

العتبة الكاظمية المقدسة تواصل برنامجها بإحياء العشرة الثالثة من شهر محرم الحرام

الأمانة العامة للعتبة العسكرية المقدسة تقيم مجلسا تأبينيا على روح المرجع الكبير اية الله العظمى السيد...