لماذا تعتبر ألياف الكربون الخيار الأمثل لطاقة الهيدروجين؟

لقد برزت ألياف الكربون كمادة تغير قواعد اللعبة في قطاع الطاقة الهيدروجينية، حيث تساهم بشكل كبير بطرق متعددة:

1. حلول تخزين الهيدروجين خفيفة الوزن

أحدثت ألياف الكربون ثورة في تصنيع زجاجة تخزين الهيدروجين من خلال توفير قوة استثنائية دون زيادة الوزن. فعندما يتم لفها حول البطانة الداخلية لزجاجة تخزين الهيدروجين، فإنها تخلق بنية خفيفة الوزن بشكل ملحوظ لكنها قوية. يحوّل هذا التطبيق وحدات تخزين الهيدروجين من حاويات معدنية ثقيلة تزن عشرات الكيلوغرامات إلى بدائل أنيقة وخفيفة الوزن قد لا تزن سوى بضعة كيلوغرامات. ويتيح هذا التخفيض في الوزن نقل الهيدروجين بكفاءة أكبر في مختلف تطبيقات التنقل.

2. دور حاسم في خلايا الوقود الهيدروجيني

بالإضافة إلى التخزين، تؤدي ألياف الكربون دوراً حيوياً وراء الكواليس في خلايا الوقود الهيدروجينية، وهي نواة توليد الطاقة في الأجهزة التي تعمل بالهيدروجين. في تطبيقات السيارات، تقوم خلايا الوقود بتحويل الطاقة الكيميائية للهيدروجين مباشرة إلى طاقة كهربائية، حيث تعمل كقوة دافعة للمركبة. وعلى الرغم من أن مساهمات ألياف الكربون هنا أقل بروزاً من زجاجات التخزين، إلا أن مساهمات ألياف الكربون هنا لا تقل أهمية.

3. تعزيز طبقات انتشار الغازات

ضمن البنية المعقدة لخلايا الوقود الهيدروجينية، تعمل ألياف الكربون كركيزة أساسية في طبقة انتشار الغاز. وتعمل هذه الطبقة كشبكة نقل حاسمة، مما يسهل توصيل الهيدروجين والأكسجين بدقة مع إدارة المنتجات الثانوية للتفاعل. وتتيح الخصائص الفريدة للألياف الكربونية توزيعاً فعالاً للمواد المتفاعلة، وإزالة فعالة للماء، وتوصيل كهربائي موثوق به. وتعزز هذه الخصائص أداء خلايا الوقود وكفاءتها التشغيلية بشكل كبير.