خطر انفجار گاز هیدروژن

• مشاهده تصویر بزرگتر

انفجار کپسول گاز هیدروژن اتفاقی محتمل است که باید برای پیشگیری از آن تدابیر لازم را اندیشید. در این نوشته ابتدا به بررسی خواص گاز هیدروژن می پردازیم و پس از آن در مورد انفجار کپسول گاز هیدروژن صحبت خواهیم نمود.

خواص فیزیکی و شیمیایی هیدروژن

هیدروژن در دما و فشار استاندارد حالت گازی دارد و گازی بدون رنگ، بدون بود و بدون مزه است. هیدروژن عنوان سبک ترین گاز را به خود اختصاص داده است و اگر در فضایی درصد آن به بالای 4% برسد قابل انفجار و آتشگیر است. به همین دلیل کپسول های حاوی گاز هیدروژن منبعی منفجره به شمار می روند.

اگر گاز هیدروژن در تماس با اکسیژن، کلر و یا دیگر مواد اکسید کننده قرار بگیرد، با کوچکترین جرقه ای آتش می گیرد و انفجار در پی دارد. شعله ی هیدروژن تقریباً بی رنگ است.

فراوانی و کاربرد ها

تصور می کنید کاربردهای گاز هیدروژن چیست ؟ هیدروژن فراوان ترین عنصر در زمان کنونی کره زمین است و مقدار آن به نیم پی پی ام می رسد. هیدروژن طی آبکافت آب به عنوان فرآورده ی جانبی تولید اکسیژن و یا با عبور از بخار آب روی آهن داغ تولید می شود. باکتری ها نیز به طور طبیعی با تخریب الیگو ساکارید ها هیدروژن آزاد می کنند.

از گاز هیدروژن در فضاپیما ها و شاتل های فضایی استفاده می شود. از هیدروژن در پتروشیمی و صنایع شیمیایی استفاده می شود.

بزرگترین کاربرد هیدروژن در تولید آمونیاک و سوخت هیدروژنی است. البته هیدروژن به عنوان کاهنده برای احیای سنگ معدن های فلزی کار می کند.

کاربرد های دیگر هیدروژن

در جوشکاری اتمی هیدروژن، نشتی یابی، خنک ساز در نیروگاه ها و … نیز از گاز هیدروژن استفاده می شود. در زمان های گذشته به عنوان گاز بالا برنده در بالن ها و بادکنک ها از هیدروژن استفاده می کردند. اما به دلیل خاصیت آتشگیری و امکان انفجار کپسول گاز هیدروژن ، کم کم در این کاربرد کنار گذاشته شد و جای خود را به گاز های دیگری مانند گاز هلیوم داد.

سمی بودن هیدروژن

در غلظت های بسیار بالا، هیدروژن به عنوان گازی سمی شناخته می شود زیرا می تواند جایگزین اکسیژن گردد. در غیر این مورد هیدروژن خاصیت سمی دیگری تا کنون نشان نداده است.

هیدروژن منفجر شونده

همانطور که در بالا نیز اشاره شد، هیدروژن گازی با قابلیت انفجاری است. مولکول های هیدروژن با بسیاری از عناصر قابل ترکیب هستند. اگر ترکیب هیدروژن با مواد اکسید کننده مانند اکسیژن صورت بگیرد، در نتیجه ی این واکنش شاهد انفجار و آتش سوزی خواهیم بود. به همین دلیل کپسول های هیدروژن باید به طور جداگانه دور از مواد این چنینی مانند اکسیژن نگهداری شوند و نشتی نداشته باشند.

برای ممانعت از انفجار کپسول گاز هیدروژن باید نکات ایمنی را به دقت رعایت نمود.

منبع: خطر انفجار گاز هیدروژن 

مخازن ذخیره سازی گاز هیدروژن

ذخیره سازی گاز هیدروژن

مخزن گاز هیدروژن برای ذخیره ی هیدروژن به عنوان سوخت در وسایل نقلیه باید ایمن، سبک و مقرون به صرف باشد. در حال حاضر فناوری های مختلفی برای ذخیره سازی گاز هیدروژن وجود دارد. در حوزه صنعت خودرو هنوز مخزن گاز هیدروژن راضی کننده از تمام جهات ساخته نشده است.

در واقع پیدا کردن راهی برای ذخیره سازی صحیح هیدروژن به عنوان یک چالش اقتصادی برای هیدروژن مطرح است.

تولید هیدروژن

پیش از بررسی نحوه ذخیره سازی و عرضه هیدروژن به این موضوع می پردازیم که گاز هیدروژن چگونه تولید می شود ؟ روش هایی مثل برقکافت آب یا برقکافت آب نمک، کراکینگ و استحصال هیدروژن از تجزیه هیدروکربن ها با کاتالیزگر در دمای بالا از جمله روش های تولید هیدروژن هستند.

کاربرد های هیدروژن

هیدروژن کاربرد های فراوانی دارد. از جمله این کاربرد ها می تواند به تولید آمونیاک، هیدروژنه کردت روغن، جوشکاری، سوخت، گاز بالابرنده ی بالن، منبع تشعشع رنگ هاای نورانی در علوم و … اشاره کرد.

شاید بتوان گفت مهمترین کاربرد هیدروژن استفاده از آن به عنوان سوخت مایع در وسایل نقلیه، پیلهای سوختی و موتور های درون سوز است. زیرا آینده سوخت در جهان نامعلوم است و منابع نفتی رو به پایان هستند. هیدروژن جایگزین سوختی بسیار خوبی برای آن هاست.

منبع هیدروژن

هیدروژن عنصر فراوانی است. به همین دلیل برای اتمام آن در کره ی زمین نگرانی وجود ندارد. اما دشواری استحصال آن سبب شده است در برخی از موارد از استفاده از هیدروژن صرف نظر شود. اگر شیوه های نوین و ساده ای برای تولید و ذخیره سازی هیدروژن پدید آید، می توان به جایگزینی آن در بسیاری از کاربرد های مهم امیدوار بود.

هیدروژن به چه شکلی ذخیره می گردد ؟

در مخزن گاز هیدروژن می توان این گاز را به سه شیوه ی متفاوت ذخیره کرد. هیدروژن می تواند به شکل گازی فشرده در مخازنی تحت فشار بالا ذخیره گردد.

در روش دیگری می توان هیدروژن را به صورت مایع ذخیره شده در دمای 253- درجه سلسیوس ذخیره و عرضه کرد. در روش دیگر هیدروژن را به وسیله ی جذب یا واکنش با فلزات و … به صورت جامدد ذخیره سازی می کنند.

چالش های ذخیره سازی هیدروژن

مسائلی که به عنوان چالش در ذخیره سازی هیدروژن مطرح هستند عبارتند از: فشار و دمای عملیاتی، طول عمر و ثبات ذخیره سازی، الزامات خلوص هیدروژن، برگشت پذیری و انتشار هیدروژن از مخازن، زمان ذخیره سازی، فشار تحویل هیدروژن، ایمنی کلی، سمیت، بازده سیستم و هزینه.

اقتصاد مبتنی بر سوخت هیدروژن

ذخیره سازی هیدروژن فناوری مهمی در راستای دستیابی به اقصاد جهانی بر مینای سوخت هیدروژنی است. اگر چالش های موجود بر سر راه آن به خوبی مرتفع شوند، هیدروژن می تواند بسیار ارزشمند ایفای نقش کند.

ذخیره سازی هیدروژن در مخزن گاز هیدروژن هنوز هم نیازمند نوآوری در استفاده از مواد و … است.

منبع: مخازن ذخیره سازی گاز هیدروژن 

گاز هیدروژن چه خطراتی دارد؟

• 

یکی از مهمترین خطرات گاز هیدروژن هنگام استفاده خطر آتشگیر بودن آن است که در زمان استفاده از هیدروژن چه به صورت گاز و چه به صورت مایع متوجه افراد است.

زمانی که  گاز هیدروژن با هوا مخلوط می شود، حتی در مقادیر کم، امکان شعله ور شدن آن وجود دارد. البته هیدروژن به مقدار بسیار کم در هوا وجود دارد و برای آن واکنش پذیری و سمیتی گزارش نشده است.

ذخیره سازی و مصرف هیدروژن چالش های منحصر به فردی را به همراه دارد. البته اگر هیدروژن به صورت مایع باشد به دلیل تراکم بیشتری که دارد چالش های بیشتری نیز در پی خواهد داشت.

کاربرد های هیدروژن

بیش از 40 سال است که از هیدروژن مایع به عنوان سوخت فضایی استفاده می شود. گاز هیدروژن سوختی بسیار قوی است. هیدروژن با سرعت بالایی می سوزد و نیروی بسیاری زیادی آزاد می کند و در کاربرد هایی که شتاب انرژی اهمیت زیادی دارد مثل پرتاب موشک و راکت مورد استفاده قرار می گیرد.

از هیدروژن برای خنک سازی نیز استفاده می شود اما به دلیل خطراتی که برای آن ذکر شد و امکان آتشگیری، ترجیحاً هلیوم جایگزین آن می شود. همچنین از هیدروژن به عنوان خوراک اولیه صنایعی مانند تولید آمونیاک و متانول نیز استفاده می کنند.

خطرات گاز هیدروژن در تماس با پوست و چشم

هیدروژن در تماس با پوست خطری ایجاد نمی کند. اما اگر با هیدروژن مایع سر و کار داشته باشیم، سرمای شدید آن می تواند موجب یخ زدن پوست و چشم شود و یا فشار بالای آن هنگام خروج از کپسول مشکل ساز باشد. در صورت رخ دادن چنین مسأله ای مصدوم باید سریعاً به بیمارستان منتقل گردد.

خطرات گاز هیدروژن آزاد شده در محیط بسته

هیدورزن گاز سبکی است و اگر در فضای بسته آزاد شود به سرعت به سمت سقف حرکت کرده و در زیر آن تجمع می کند. به همین دلیل می تواند خطر انفجار را در پی داشته باشد. هر فضای بسته ای که در آن هیدروژن آزاد می شود باید تهویه مناسبی نیز در سقف داشته باشد.

حوادث

گاز هیدروژن در خبر ها به عنوان یکی از خطرناک ترین مواد سوختی معرفی شده است. مخلوط هیدروژن و هوا بعد از استیلن بیشترین موارد انفجار را به خود اختصاص داده است. البته شواهد نشان داده اند آتش گرفتن وسایل نقلیه ای که با سوخت هیدروژنی کار می کنند به این شکل است که سوخت به سرعت می سوزد و وسیله نقلیه سالم می ماند در صورتیکه آتش سوزی بنزین این گونه نیست.

تا به امروز انفجار های زیادی در دنیا به علت وجود هیدروژن صورت گرفته و جان انسان های زیادی از بین رفته است. به دلیل خطرات گاز هیدروژن که در بالا به آن اشاره شد باید در برخورد با این ماده مسائل ایمنی رعایت شود.

منبع: گاز هیدروژن چه خطراتی دارد؟