المقدمة يشهد العالم اهتمامًا متزايدًا بتطوير مصادر طاقة نظيفة ومستدامة للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. وفي هذا السياق، برز الهيدروجين الأخضر بوصفه أحد الخيارات الواعدة في مجال الطاقة النظيفة، نظرًا لإمكانية إنتاجه باستخدام مصادر الطاقة المتجددة وتوظيفه في العديد من التطبيقات الصناعية والاقتصادية. ما الهيدروجين الأخضر؟ الهيدروجين الأخضر هو الهيدروجين الذي يُنتج باستخدام الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، من خلال عمليات لا تعتمد على الوقود الأحفوري بوصفه مصدرًا أساسيًا للطاقة. وتُعد عملية التحليل الكهربائي للماء من أهم الطرق المستخدمة لإنتاجه، إذ يُستخدم التيار الكهربائي لفصل الماء إلى الهيدروجين والأكسجين. وتكمن أهمية هذه التقنية في إمكانية إنتاج الهيدروجين مع انبعاثات منخفضة من الغازات الدفيئة عند استخدام الكهرباء المتجددة، مع ضرورة مراعاة الأثر البيئي الكامل لعملية الإنتاج والنقل والتخزين. كيف يُنتج الهيدروجين الأخضر؟ تعتمد عملية إنتاج الهيدروجين الأخضر بصورة أساسية على جهاز يُعرف بالمحلل الكهربائي (Electrolyzer)، الذي يستخدم الطاقة الكهربائية لتحفيز التفاعل الكيميائي الذي يؤدي إلى تفكيك جزيئات الماء. ويمكن التعبير عن التفاعل الكلي للتحليل الكهربائي للماء بالمعادلة الآتية: 2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g) في هذه العملية، يتحلل الماء إلى غاز الهيدروجين عند المهبط وغاز الأكسجين عند المصعد. وعندما تأتي الكهرباء المستخدمة من مصادر متجددة، مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، يمكن إنتاج الهيدروجين ببصمة كربونية منخفضة مقارنة بالطرق التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري. استخدامات الهيدروجين الأخضر يمتلك الهيدروجين الأخضر إمكانات واسعة للاستخدام في عدد من القطاعات. ففي الصناعات الكيميائية، يمكن استخدامه مادةً أولية لإنتاج الأمونيا والعديد من المركبات الكيميائية. كما يمكن أن يسهم في تقليل الانبعاثات الناتجة عن بعض العمليات الصناعية التي يصعب تحويلها إلى الكهرباء بصورة مباشرة. وفي قطاع الطاقة، يمكن استخدام الهيدروجين لتخزين الطاقة المتجددة وتحويل فائض الكهرباء إلى وقود يمكن الاستفادة منه لاحقًا. كما يمكن استخدامه في بعض تطبيقات النقل، ولا سيما المركبات التي تعتمد على خلايا الوقود، وفي قطاعات أخرى تتطلب كثافة طاقة مرتفعة. الهيدروجين الأخضر وحماية البيئة تتمثل إحدى أهم مزايا الهيدروجين الأخضر في إمكانية تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بإنتاج الهيدروجين واستخدامه، عند إنتاجه من مصادر متجددة وإدارته بكفاءة. وعند استخدام الهيدروجين في خلايا الوقود، يتفاعل مع الأكسجين لإنتاج الكهرباء والماء، دون انبعاث ثاني أكسيد الكربون من التفاعل الكهروكيميائي نفسه. ومع ذلك، تعتمد الفوائد البيئية الفعلية على طريقة إنتاج الهيدروجين ومصدر الطاقة المستخدم والبنية التحتية اللازمة لنقله وتخزينه. التحديات التي تواجه الهيدروجين الأخضر على الرغم من فوائده المحتملة، يواجه الهيدروجين الأخضر عددًا من التحديات التقنية والاقتصادية. من أبرزها ارتفاع تكلفة الإنتاج في بعض الظروف، والحاجة إلى كميات كبيرة من الكهرباء المتجددة والماء، فضلًا عن صعوبات التخزين والنقل بسبب انخفاض كثافة الهيدروجين الحجمية والحاجة إلى أنظمة خاصة للتعامل معه بأمان. لذلك، تركز الأبحاث الحديثة على تطوير المحللات الكهربائية، وتحسين كفاءة عمليات الإنتاج، وتقليل تكاليف المعدات، وتطوير وسائل أكثر كفاءة وأمانًا لتخزين الهيدروجين ونقله. مستقبل الهيدروجين الأخضر من المتوقع أن يؤدي التقدم في تقنيات الطاقة المتجددة والتحليل الكهربائي إلى تعزيز فرص استخدام الهيدروجين الأخضر في المستقبل. كما أن التعاون بين الكيمياء والهندسة وعلوم المواد يمكن أن يسهم في تطوير محفزات أكثر كفاءة ومواد أفضل للأقطاب الكهربائية وأنظمة أكثر استدامة لإنتاج الهيدروجين. ويمثل الاستثمار في البحث العلمي وتطوير البنية التحتية عاملًا مهمًا في تحديد مدى قدرة الهيدروجين الأخضر على المساهمة في التحول العالمي نحو الطاقة النظيفة. الخاتمة يمثل الهيدروجين الأخضر مجالًا واعدًا في تطوير أنظمة الطاقة المستدامة، لما يوفره من إمكانات لتقليل الانبعاثات الكربونية ودعم الصناعات التي يصعب إزالة الكربون منها بالوسائل التقليدية. وعلى الرغم من التحديات المرتبطة بتكلفته وإنتاجه وتخزينه، فإن التطور المستمر في التقنيات الكيميائية والهندسية قد يعزز دوره في بناء مستقبل أكثر استدامة وكفاءة في استخدام الطاقة. جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق