طلاب هندسة المطرية بجامعة حلوان ينجحون فى إنتاج الهيدروجين الأخضر
تاريخ النشر: 30th, November 2023 GMT
نجح فريق من طلاب كلية هندسة المطرية فى إنتاج الهيدروجين الأخضر، وذلك تحت رعاية ودعم من الدكتور السيد قنديل رئيس الجامعة، الدكتور عمرو عبد الهادى عميد كلية هندسة المطرية، وكان الهدف من البحث هو إيجاد مصدر وقود نظيف مستدام ذو تكلفة مقاربة لمنافسيه وهذا ما توفر تماما في الهيدروجين الأخضر، ويأتى ذلك في ظل النقص الحاد لمصادر الوقود الأحفوري، تسعى البلاد سعيا حثيثا للبحث عن بديل يكون ذا كفاءة مماثلة لأنواع الوقود المطروحة في السوق العالمي حاليا.
وبدأت الفكرة بدراسة تكنولوجيات انتاج الهيدروجين الأخضر بأفضل الطرق واقل تكلفة ممكنة وقد تمكن الطلاب من ذلك بعد دراسة ممنهجة تعتمد على الأبحاث والخطط التي تم نشرها في مجلات علمية موثوقة.
حيث يعد الهيدروجين الأخضر هو البديل الأمثل للوقود الحفري، وإنتاجه يعتمد على مصادر نظيفة ومستدامة مثل الطاقة الشمسية ومياه البحر ولذلك فهو يعد خاليا من أي انبعاثات كربونية ضارة بالبيئة أو كما يطلق عليه "Zero Carbon emissions fuel"، ويحقق مشروع إنتاج الهيدروجين الأخضر العديد من أهداف التنمية المستدامة والمتمثل فى الهدف السادس من أهداف التنمية المستدامة حيث إنه يوفر مياه نظيفة يتم انتاجها عن طريق تحلية مياه البحر ومياه الصرف ثم استخدامها في إنتاج الهيدروجين الاخضر أو كمياه صالحة للاستهلاك الادمي، وكذلك الهدف السابع من أهداف التنمية المستدامة في ان يتم توفير مصدر طاقة نظيف ومستدام وذالك عن طريق استخدام الطاقة الشمسية في إنتاج الهيدروجين الاخضر ثم استخدامه في توليد كهرباء من الهيدروجين والذي هو الاخر يعتبر مصدرا مستداما.
هذا بجانب الهدف الثالث عشر من أهداف التنمية المستدامة حيث إنه يعمل على مواجهة التغيرات الضارة بالمناخ حيث يعمل على الحد من ارتفاع نسب الغازات الضارة المسببة للاحتباس الحراري حيث إنه يعتبر خال من أي انبعاثات كربونية.
هذا وبدأ خطة عمل المشروع أولا بإنتاج الكهرباء اللازمة من الخلايا الشمسية، وإجمالي عدد الخلايا الشمسية المستخدمة هو 13 خلية، تنقسم إلى 11 خلية يتم توصيلهم على التوالي مما يعمل على رفع الجهد الكلي وتثبيت شدة التيار لتشغيل دورة تحلية المياه، و2 خلية يتم توصيلهم على التوازي مما يعمل على رفع شدة التيار وتثبيت الجهد ويتم وضع منظم شحن بين الخلايا الشمسية والبطاريات لتنظيم التيار الكهربي ليكون مناسبا لشحن البطاريات المستخدمة في عملية التحليل الكهربي للمياه، ثم بعد ذلك دورة تحلية المياه التي تعمل بنظام مدمج بين طريقتين وهما "التبخير والتكثيف" و"التناضح العكسي"، حيث يتم تمرير مياه البحر أولا إلى الغلايات التي تعمل على تبخير المياه ثم تكثيفها وبهذا يتم خفض نسبة الاملاح من 39000 جزء في المليون إلى 2000 جزء في المليون، ثم بعد ذلك تمريرها على المرحلة الثانية وهي التناضح العكسي والتي تعمل على تقليل نسبة الاملاح إلى اقل من 150 جزء في المليون، ثم يتم تمرير المياه والكهرباء إلى جهاز يعرف "بالمحلل الكهربي للمياه" والذي يقوم بفصل عنصري المياه إلى هيدروجين واكسجين بشكل منفصل، وتم تصميم هذا الجهاز بفكرة مبتكرة عن خلايا الفصل الموجودة حيث إن خلايا الفصل المتعارف عليها يكون الغاز الناتج منها خليطا بين غاز الهيدروجين والاكسجين بما يعرف بغاز الهيدروكسي، ولكن تم العمل على فصل الأجزاء التي تسبب اختلاطا للغاز مما يضمن انتاج هيدروجين بنقاء يصل إلى 99.99% وتبلغ القدرة الإنتاجية للجهاز الواحد 2.7 لتر غاز هيدروجين في الدقيقة الواحدة ثم يتم حفظ غاز الهيدروجين في انابيب مخصصة ورفع ضغطه إلى 5 بار ثم تمريره في خلايا الوقود الهيدروجينية والتي تعمل على انتاج الكهرباء من غاز الهيدروجين بكفاءة مرتفعة تصل إلى 60%.
هذا وقد أشرف على الطلاب الدكتور محمد جمال
( مشرف أكاديمي على المشروع )، الدكتور ابو المجد هاشم ( مشرف على المشروع )، وتكون فريق الطلاب من محمد أشرف أحمد دسوقي ( قائد ومؤسس فريق المشروع )، محمد نبيل غويطات محمد ( نائب قائد فريق المشروع )، مؤمن مصطفى كمال محمود، محمد حاتم، تسنيم مصطفى محمد، يوسف اسماعيل، مهند وليد الشحات عبد الوهاب، محمد أشرف عبد المنعم غزال، علي رأفت، سراج سعد الديب، عمرو محمود مسلم، ندى عاشور علي، رنا أحمد سيد أحمد، عبد الرحمن محمد إمام أحمد.
المصدر: بوابة الفجر
كلمات دلالية: جامعة حلوان الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الشمسية الهيدروجين الأخضر هندسة المطرية طلاب هندسة المطرية انتاج الهيدروجين من أهداف التنمیة المستدامة الهیدروجین الأخضر إنتاج الهیدروجین التی تعمل یعمل على
إقرأ أيضاً:
مركز عُمان للمؤتمرات والمعارض و”توتال إنرجيز” يدشّنان مشروعا رائدا للطاقة الشمسية
دشن مركز عُمان للمؤتمرات والمعارض بالتعاون مع شركة "توتال إنرجيز" لتوليد الطاقة المتجددة الموزعة في الشرق الأوسط وأفريقيا، وبدعم من مجموعة عُمران، مشروع الطاقة الشمسية على الأسطح، الذي بدأ تشغيله بالكامل في بدايات العام الجاري، وذلك في خطوة جديدة نحو تعزيز الاستدامة البيئية.
ويُعد مشروع الألواح الشمسية من أبرز مبادرات الطاقة المتجددة في سلطنة عمان، حيث يضم 8,300 وحدة كهروضوئية متطورة تغطي مساحة تبلغ 16,600 متر مربع فوق أسطح الأتريوم وقاعات المعارض، أي ما يعادل 63 ملعب تنس أو ملعبين لكرة القدم بحجم كامل، وقد تم تنفيذ المشروع في وقت قياسي عقب توقيع الاتفاقية في مارس 2024.
ويهدف النظام إلى تقليل البصمة الكربونية للمركز، حيث من المتوقع أن يسهم في تجنب انبعاث نحو 3,300 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًّا، ما يعادل أكثر من 72,000 طن على مدار عمر المشروع؛ لأن خفض البصمة الكربونية يساعد في تقليل ظاهرة الاحتباس الحراري التي يعاني منها العالم ويُسهم في مكافحة تغيّر المناخ، كما سيوفر المشروع نحو 25% إلى 30% من احتياجات المركز السنوية من الطاقة، إلى جانب فوائده الإضافية المتمثلة في خفض درجات الحرارة الداخلية، وحماية الأسطح من الأشعة فوق البنفسجية والأمطار، وذلك ضمن استراتيجية المركز نحو تعزيز الاستدامة، تماشيًا مع رؤية سلطنة عُمان لتحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050.
وأوضح المهندس سعيد الشنفري، الرئيس التنفيذي لمركز عُمان للمؤتمرات والمعارض أن المشروع الحالي للطاقة الشمسية هو مبادرة مستقلة تهدف إلى إنتاج طاقة نظيفة لتلبية احتياجات المركز، ولتشجيع التوجه نحو الاستدامة، مؤكدا رغبتهم في أن يكونوا قدوة في هذا المجال، وأن لا يكتفوا باستضافة الفعاليات التي تتعلق بالاستدامة، بل تجسيدها في ممارساتهم.
وأضاف أن بعض القطاعات الأخرى، مثل النفط والغاز، بدأت استخدام الطاقة الشمسية في عملياتها، كمثال على استخدامها في حقن المياه في باطن الأرض، غير أن مشروع المركز يركز على توليد طاقة نظيفة للاستهلاك المباشر داخل المنشأة.
وأشار الشنفري إلى أن المشروع انطلق من فكرة في البداية ولم يكن واضحًا ما إذا كانت هناك جهات مستعدة للشراكة فيه، حتى جاءت شركة توتال إنرجيز برغبة في الاستثمار، فبدأ التعاون بين الجانبين لتطوير هذه المبادرة، موضحًا أن المشروع لا يزال صغيرًا نسبيًّا، لكنه خطوة مهمة نحو مستقبل أكثر استدامة.
وفيما يتعلق بقدرة المشروع الحالية، أوضح أن المرحلة الأولى تمثل نحو 25% من إجمالي استهلاك الطاقة، وهي المرحلة الأصعب تقنيًّا؛ كونها تضمنت تصميم وتركيب الأنظمة وتشغيلها على الأسطح، وأضاف أن هناك خطتين لاحقتين للتوسعة، نعمل عليهما بالشراكة مع توتال إنرجيز، ونأمل أن تتطور اللوائح في المستقبل بحيث تسمح ببيع فائض الكهرباء إلى الشبكة، وهو ما سيزيد من الجدوى الاقتصادية للمشروع، موضحا أنه في الوقت الحالي لا فائدة من إنتاج طاقة أكثر مما نستهلك دون إمكانية إعادة بيعها أو الاستفادة منها في مكان آخر، لذا فإن الـ30% من الطاقة التي ننتجها اليوم تكفي لهذه المرحلة، ولكن المستقبل يحمل المزيد.
وحول مكانة المشروع على مستوى سلطنة عُمان، أكد الشنفري أن هذا المشروع يُعد أول مشروع تجاري أو مؤسسي للطاقة الشمسية يُنفذ على سطح مبنى بهدف الاستهلاك المباشر وليس البيع، باستثناء بعض مشاريع قطاع النفط والغاز، وقد يكون الأكبر من نوعه على مستوى المباني في السلطنة، بالنظر إلى مساحته وقدرته.
قال جورجيو عقيقي، مسؤول في شركة توتال إنرجيز إن مشاريع الطاقة الشمسية المقامة على الأسطح تختلف في طبيعتها عن تلك التي تُقام على الأرض، حيث تكون الأخيرة غالبًا هي أكبر حجمًا نظرًا للمساحات المتوفرة. وأشار إلى أن المشروع الحالي، الذي تبلغ قدرته 4.6 ميجاوات وتم تنفيذه على أسطح المبنى، يُعد من المشاريع النادرة على مستوى المنطقة، بل ومن بين الأكبر على الإطلاق، إذ يضم أكثر من 8000 لوحة شمسية تغطي مساحة تتجاوز 16,600 متر مربع.
وأكد أن الشركة تسعى إلى الإسهام الفعّال في التحول العالمي نحو الطاقة المتجددة، موضحًا أن توتال إنرجيز تتعاون في سلطنة عمان مع مؤسسات من القطاعين العام والخاص، لتركيب أنظمة طاقة شمسية مخصصة على أسطح المباني التجارية والمنشآت الصناعية والبنية التحتية، مشيرا إلى أن المشروع في هذا المبنى الأيقوني هو خطوة مهمة نحو تعميم استخدام الطاقة الشمسية في السلطنة، ويجسد قفزة نوعية في هذا الاتجاه.
وحول مصدر الألواح الشمسية المستخدمة، أوضح عقيقي أن 99% من الألواح عالميًّا تُصنّع في الصين. وقال: "كان هناك إنتاج للألواح في أوروبا وأمريكا قبل 10 إلى 15 عامًا، لكن هذا لم يعد موجودًا اليوم، وفي المقابل، تسعى توتال إنرجيز إلى تعزيز المحتوى المحلي في باقي مكونات المشروع من هياكل وكابلات وخدمات تركيب وتشغيل وصيانة، بالتعاون مع مقاولين ومشغلين محليين.
وفي رده على تساؤل حول أسباب عدم تصنيع الألواح الشمسية في سلطنة عمان، قال عقيقي إن الأمر يرتبط بالتكلفة؛ فالصين تتمتع بقدرات إنتاجية ضخمة ووفورات هائلة في الحجم، مما يمنحها ميزة تنافسية يصعب مضاهاتها، الأمر ليس تحديًا خاصًّا بعمان، بل هو واقع عالمي، وحتى دول صناعية كبرى مثل الهند لا تزال تعتمد على الاستيراد من الصين.
وأكد عقيق على أن وجود صناعة محلية للألواح في عمان سيكون أمرًا مثاليًّا بالنسبة لتوتال إنرجيز؛ لما سيوفره من خفض في التكاليف اللوجستية وزيادة في المحتوى المحلي، إلا أن الأمر يحتاج إلى دراسة جدوى اقتصادية شاملة وقدرة على التنافس مع الكلفة الصينية.
بتوجيهات محمد بن راشد.. «دبي الإنسانية» تغيث غزة بـ 56.8 طن إمدادات طبية