hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
كيمياء كهربائية اكتشاف الكيمياء الكهربائية
وحصل العالم ياروسلاف هيروفيسكي عام 1959 على جائزة نوبل في الكيمياء لاكتشافه طريقة تحليل كهروكيميائية، التصوير القطبي.
خلال الأعوام 1887/1894 اكتشف «فلهيلم أوستفالد» الألماني أن الخلية الكهربائية لا بد وأن يكون لها مستقبلا كبيرا. ومن ضمن انجازات القرن العشرين كانت خلية الوقود بالفعل جهازا مهما، ووجد تطبيقه في غزو الفضاء: ففي برنامج أبولو حيث هبط الإنسان على سطح القمر عام 1969 استخدمت خلايا وقود تعمل بالهيدروجين، كانت تحضر رواد الفضاء ماء الشرب.كذلك استخدمت خلال الوقود في مكوك الفضاء لتزويده التيار الكهربائي.
وفي وقتنا الحالي والمستقبل ستطبق خلايا الوقود في إنتاج الطاقة الكهربائية بشكل واسع لتخلف النفط والفحم، وكذلك في تسيير السيارات الكهربائية.
كيمياء كهربائية الأكسدة والاختزال
تعبر الأكسدة والاختزال عن تغير حالة تأكسد تحدث للذرة أو لأيون أو جزيئ داخل في تفاعل كيميائي. فاصطلاح «تأكسد» معناه اكتساب ذرة «لشحنة كهربائية» في حالة أن تكون جميع رابطة روابطها بذرات أخرى من نوع رابطة أيونية بنسبة 100%. والذرة أو الأيون الذي يعطي إلكترون إلى ذرة أو أيون آخر تزداد حالة اكسدتها، والذرة المستقبلة للإلكترون تنخفض حالة أكسدتها. فالأكسدة والاختزال تجريان في آن واحد ويسمى ذلك تفاعل أكسدة-اختزال (بالإنجليزية redox reaction).
وعلى سبيل المثال، عندما تتفاعل درة صوديوم مع ذرة كلور، يعطي الصوديوم إلكترون واحد ويصل إلى حالة أكسدة +1. وتكتسب ذرة الكلور ذلك الإلكترون وتنخفض درجة أكسدتها بمقدار -1. وتعادل إشارة حالة الأكسدة (موجبة/أو سالبة) قيمة الشحنة الكهربية لكل أيون. ويرجع تكوين الرابطة الأيونية بين ذرة الصوديوم وذرة الكلور إلى تجاذب شحنتيهما المختلفتين.
كيمياء كهربائية الأكسدة والاختزال
افتقاد ذرة لإلكترونات يسمى «أكسدة» واكتساب ذرة أو جزيئ لإلكترونات هو «الاختزال» .
الأكسجين هو عامل الأكسدة المعتاد، لكنه ليس الوحيد. وعلى الرغم من التسمية، فلا يحتاج تفاعل الأكسدة إلى الأكسجين دائما. فعلى سبيل المثال، يمكن اشعال النار بمادة مؤكسدة أخرى غير الأكسجين مثل الفلور، وحتى حينما تشتعل النار بالفلور فيصعب إطفاؤها. ذلك بسبب أن الفلور يعتبر مادة مؤكسدة أشد من الأكسجين، حيث يمتلك سالبية كهربية أعلى من السالبية الكهربية للأكسجين.
كيمياء كهربائية الخلايا الكهروكيميائية
الخلايا الكهروكيميائية هي خلايا تقوم بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية أو العكس، نتيجة لحدوث عدد من تفاعلات الأكسدة والاختزال في الخلايا. من ضمن تلك الخلايا خلية جلفانية أو الخلية الفولتية المسميتان باسم صاحب كل منهما وهما العالمين لويجي جلفاني وإليساندرو فولتا. وقد قام هذان العالمان الإيطالييان بعدة تجارب وبحوث في التفاعلات الكيميائية وإنتاج التيار الكهربائي خلال القرن الثامن عشر.
وتحوي الخلية الكهروكيميائية قطبين موصلين للكهرباء (يسميان مصعد ومهبط). ويعرف المصعد بأنه القطب الذي يحدث عليه أكسدة عند تغطيسه في كهرل، والمهبط هو القطب الذي يجرى عليه عملية اختزال، وهويكون أيضا غاطسا في كهرل. تنتج الخلية الكهربية عندما نوصل بين القطبين فيسير تيار إلكترونات في خارج الخلية، كما يسير تيار أيونات داخل الخلية في الكهرل. ويمكن استخدام أنواعا عديدة من الأقطاب فقد تكون معادن أو شبه الموصلات أو الجرافيت وحتى مكثور موصل للكهرباء conductive polymer. ويوجد بين القطبين كهرل يحتوي على أيونات يمكنها الحركة لتكملة «الدائرة».
كيمياء كهربائية الخلايا الكهروكيميائية
تستخدم الخلية الجلفانية قطبين من معدنين مختلفين، وكل منهما غاطس في كهرل. وبحسب نوع معدن القطب سيتأكسد أحدهما (مكونا المصعد anode) ويختزل القطب الآخر مكونا المهبط cathode. سيتأكسد معدن المصعد حيث تتغير بعض ذراته من حالة الأكسدة 0 (في المادة الصلبة) إلى حالة أكسدة موجبة ويصبح أيونا. أما على المهبط، يأتي الأيون المتحرر من المصعد خلال الكهرل يكتسب إلكترونا من المهبط، وتنخفض حالة أكسدة الأيون إلى 0. يتعادل الأيون ويترسب على سطح المهبط. ويجب توصيل القطبين ببعضهما بواسطة سلك من الخارج فيسمح بمرور الإكترونات المتجمعة على المصعد للاقتران بالأيونات على سطح المهبط. مرور الإكترونات هذا هو مرور تيار كهربائي، يمكن استغلاله في أداء شغل، مثل تحريك محرك أو إضاء لمبة.
الخلية الجلفانية التي تستخدم قطبين من الزنك والنحاس، الزنك غاطس في محلول سلفات الزنك والنحاس غاطس في محلول سلفات النحاس تسمى خلية دانيال.
يجري على القطبين في خلية دانيان نصفي التفاعل الآتيين:
قطب الزنك (المصعد): Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–
قطب النحاس (المهبط): Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)
كيمياء كهربائية الخلايا الكهروكيميائية
يفقد الزنك إلكترونات (يتأكسد الزنك) مكونا أيونات زنك تذهب إلى المحلول، وتكتسب أيونات النحاس من قطب النحاس إلكترونات وتترسب على نحاس المهبط. وكما نرى يجري تيار كهربائي من المصعد إلى المهبط من ذاته خلال السلك خارج الخلية.
يمكن من الوجهة الترموديناميكية عكس العملية عن طريق توصيل القطبين بمصدر خارجي قوي للتيار الكهربائي فيترسب زنك على المصعد (قطب الزنك) وتتكون أيونات نحاس من قطب النحاس تذهب إلى المحلول.
لكي تكتمل الدائرة الكهربائية في خلية دانيال يجب عمل قنطرة توصل بين كهارل المصعد والمهبط تمر خلالها الأيونات في المحلولين. وتعمل القنطرة إلى حد ما على عدم اختلاط المحلولين، بل تسمح فقط بمرور الأيونات. كما يمكن عمل القنطرة من ملح مذاب في هلام. وبينما تمر الإلكترونات في السلك خارج الخلية في الاتجاه من الزنك إلى قطب النحاس تسير الأيونات الموجبة الشحنة في المحلول في عكس الاتجاه، وتكتمل الدائرة.
ويمكن بواسطة فولتمتر قياس فرق الجهد الكهربائي بين المصعد والمهبط. ويسمى هذا الجهد الكهربائي الذي يقيسه الفولتمتر القوة الدافعة الكهربية.
كيمياء كهربائية صيغة خلية دانيال
يمكن كتابة صيغة خلية دانيال لتتبع مرور إلكترونات الخلية الكهروكيميائية كالآتي:
نبدأ بكتابة المعدن الذي يكوّن المصعد (Zn(s ، وتعني s صلب من كلمة solid. ويفصلها عن صورتها المؤكسدة خطا رأسيا الذي يمثل السطح بين الطور الصلب والطور السائل (سطح تغير الأكسدة). ثم نكتب خطين رأسيين يمثلان القنطرة الملحية بين نصفي الخلية. ثم نكتب الصورة المؤكسدة لمعدن المهبط (أيونات النحاس) في كهرل، ويفصلها عن لوح النحاس خطا رأسيا [النحاس في صورته المختزلة] (Cu(s.
كما نعطي تركيز المحلولين في الصيغة - وكل منهما في هذا المثال 1 مول - حيث أن تركيز المحلولين مهم في تحديد جهد الخلية.
كيمياء كهربائية طاقة جيبس الحرة والخلية الكهروكيميائية
خلال عمل خلية كهروكيميائية تتحول طاقة كيميائية إلى طاقة كهربائية ونحسبها بحاصل ضرب القوة الدافعة الكهربائية في كمية الشحنة الكهربية المارة خارج الخلية.
Ctrans التيار المار خارج الخلية عبر الزمن ونقيسه بالكولوم. كما يمكن تعيينه بحاصل ضرب عدد الإلكترونات ب المول التي مرت خلال الفترة الزمنية مضروبا في ثابت فاراداي F.
والقوة الدافعة الكهربائية emf للخلية هي الجهد الأقصى بين القطبين عند عدم مرور تيار كهربائي.
ويمكن منها حساب أقصى طاقة كهربائية يمكن الحصول عليها من تفاعل كيميائي. وتسمى تلك الطاقة «الشغل الكهربائي» ويُعبر عنه بالمعادلة الآتية:
حيث الشغل معُرف هنا كشغل موجب الإشارة، أي شغل مؤدى على النظام. وقد اتفق العلماء على أن يكون الشغل ذو إشارة موجبة إذا كان الشغل مؤدى على النظام، ويكون الشغل سالبا الإشارة إذا كان الشغل ناتجا من النظام (كما هو الحال في معادلتنا هنا)، يمكننا الاسفادة بالشغل الناتج، مثلا لإنارة لمبة.
كيمياء كهربائية طاقة جيبس الحرة والخلية الكهروكيميائية
ونظرا لكون طاقة غيبس الحرة هي أقصى كمية شغل يمكن الحصول عليها من نظام، فيمكننا كتابة المعادلة
يُنتج جهد موجب الإشارة تغيرا سالبا في طاقة غيبس الحرة  ، وهذا اصطلاح بين العلماء في تحديد إن كان الشغل مؤدى من الخارج على النظام أو أن الشغل يؤديه النظام وينشره خارج النظام. وعندما يكون جهد الخلية موجبا الشحنة يكون مقترنا بتيار كهربائي من المهبط إلى المصعد خلال السلك خارج الخلية. وفي حالة التغلب على تيار الخلية عن طريق توصيلها بمصدر جهد أكبر خارجي، فيمر فيها تيار كهربائي في عكس الاتجاه، عندئذ نكون قد أدينا شغلا في في الخلية، ونتحدث في تلك الحالة عن «عملية تحليل كهربائي».
ويمكن بواسطة تفاعل كيميائي كهربائي ذاتي (وهو تغير في طاقة جيبس الحرة أقل من الصفر) توليد تيار كهربائي في خلية كهروكيميائية. وهذا هو مبدأ جميع البطاريات وخلايا الوقود. ومثلا، يمكن اتحاد غاز الأكسجين O2 وغاز الهيدروجين H2 في خلية وقود فيتكون ماء وتنتشر طاقة عن هذا التفاعل (تفاعل ناشر للحرارة)، وهو مثال ينتج طاقة كهربائية وطاقة حرارية في نفس الوقت.
كيمياء كهربائية طاقة جيبس الحرة والخلية الكهروكيميائية
وعلى العكس بالنسبة إلى تفاعل كهروكيميائي غير ذاتي، فيمكن تسييره عن طريق توصيله بمصدر كهربائي ذو جهد كهربائي. فيحدث تحليل كهربائي للماء، وينفصل غاز الأكسجين عن غاز الهيدروجين.
العلاقة بين ثابت التوازن K وطاقة جيبس الحرة لخلية كهروكيميائية هي كالآتي:
وبتغيير المعادلة يمكننا الحصول على «الجهد القياسي» كدالة لثابت التوازن:
ويمكن كتابة المعادلة السابقة باللوغاريتم العشري ونحصل على القوة الدافعة الكهربائية للخلية:
كيمياء كهربائية جهد القطب القياسي
أنشئت جداول تحتوي على الجهد القياس لأقطاب من المواد المختلفة يمكن بواسطتها حساب جهد خلية مؤلفة من قطبين من مواد مختلفة. بقد أخذ جهد الهيدروجين كمرجع لمعايرة باقي المواد، ويسمى قطب قياسي للهيدروجين. يجري القطب القياسي للهيدروجين التفاعل التالي:
وهو يسمى عادة قطب اختزال إلا أنه يمكن استخدامة كقطب مصعد أو كقطب مهبط وهذا يعتمد على تفاعل القطب الآخر، إذا ما شكلنا من الإثنين خلية كهربية (خلية معايرة). ويعني القطب القياسي للهيدروجين أننا نقوم بتوصيل فقاقيع غاز الهيدروجين في الكهرل عند ضغط 1 ضغط جوي في كهرل حمضي يحتوي على فاعلية لأيونات الهيدروجين H+ قدرها 1 (تكون مساوية لتركيز H+] = 1 mol/liter ]).
ويوصل القطب القياسي للهيدروجين بأي قطب آخر بواسطة قنطرة لتكوين خلية جلفانية. فإذا كان القطب الآخر أيضا في الظروف القياسية فيكون جهد الخلية المقاس يعادل جهد القطب الثاني القياسي. ويعتبر جهد القطب القياسي للهيدروجين مساويا للصفر، وهذا طبقا للتعريف.
كيمياء كهربائية جهد القطب القياسي
وتعطينا قطبية جهد القطب القياسي (موجبا أو سالبا) مقياسا لجهد الاختزال للقطب بالمقارنة بالقطب القياسي للهيدروجين. فإذا طان للقطب القياسي لمادة موجبا الجهد بالمقارنة بالقطب القياسي للهيدروجين فهذا معناه أنه قطب اختزال قوي، يعمل على أن يكون قطب القياسي للهيدروجين يقوم مقام المصعد (مثال على ذلك النحاس في محلول لكبريتات النحاس ويبلغ جهده القياسي 337و0 فولت).
وبالعكس إذا كان جهد القطب المقاس سالبا، فيكون القطب ذو قدرة أكسدة أعلى من القطب القياسي للهيدروجين (مثل قطب الزنك الموجود في محلول كبريتات الزنك حيث له -76و0 فولت).
جهد الأكسدة لقطب معين يساوي جهده الختزالي ولكن بإشارة سالبة. ولمعرفة جهد الخلية القياسي فيمكن جسابه من قائمة جهد القطب القياسي وذلك لقطبي خلية. والقطب الذي يكون جهده أقل يكون هو المصعد ويجري عليه تفاعل أكسدة. ويمكن حساب قطب الخلية بأنه مجموع الجهد الاختزالي للمهبط وجهد الأكسدة للمصعد، طبقا للمعادلة:
كيمياء كهربائية جهد القطب القياسي
E°cell = E°red(cathode) – E°red(anode) = E°red(cathode) + E°oxi(anode)
(Pt(s) | H2(1 atm) | H+(1 M) || Cu2+ (1 M) | Cu(s
في الطروف القياسية: درجة الحرارة (25 درجة مئوية) والضغط (1 ضغط جوي) وتركيز الكهرل (1 مول/لتر) نحصل على القوة الدافعة الكهربية التي يمكن قياسها بفولتمتر، وقدرها 34و0 فولت. وطبقا للتعريف يكون جهد القياسي للهيدروجين مساويا للصفر. وعل ذلك يكون النحاس هو المهبط وقطب الهيدروجين هو المصعد، أي:
خلية وقود
هي خلايا وقود الهيدروجين وهي التي تنتج الكهرباء بتفاعل كهربائي كيميائي باستخدام الهيدروجين والأوكسجين. فكرتها هي عكس فكرة تحليل الماء. عند تحليل الماء بالكهرباء ينفصل الهيدروجين عن الأكسجين بواسطة قطبي الكهرباء، وأما خلية الوقود فهي تجعل الهيدروجين يتفاعل مع الأكسجين ما ينتج التيار الكهربائي.
وهذه الخلية الكهروكيميائية تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية بتزويد الخلية بغازي الأكسجين والهيدروحين على نحو مستمر؛ أو تخزن الهيدروجين تحت ضغط في أنابيب وتستمد الأكسجين من الهواء. عند المصعد يتأكسد الهيدروجين إلى بروتونات (التي تتجه داخل وسط الكهرل إلى المهبط) وإلكترونات (التي تتجه من خارج الخلية إلى المهبط) حيث يلتقي الجميع مع الأكسجين الذي يختزل لتكوين الماء.
خلية وقود
توجد أنواع متعددة من خلايا الوقود والتي يمكن تصنيفها حسب نوع الكهارل الذي يحدد استخدامها النهائي. فعلى سبيل المثال تعد تلك التي تستخدم مكثورًا موصلاً للبروتونات من الأكثر استخدامًا في السيارة الكهربائية في حين أن التي تستخدم الخزف الموصل لأيون الأكسجين أفضل للاستخدام المنزلي للتزويد بالكهرباء والحرارة. وتعد خلايا الوقود من أكثر وسائل توليد الطاقة حفاظًا على البيئة، ولهذا تحظى باهتمام كبير نحو تطويرها وتسخيرها مستقبلاً في تسيير السيارات وإمداد المنازل بالتيار الكهربائي. وهذه الأخيرة قد يصل وزنها إلى عدة أطنان.
خلية وقود تاريخ ابتكارها وفكرتها
شهد منتصف القرن التاسع عشر الميلادي اختراع تقنية خلايا الوقود الهيدروجينية في إنجلترا على يد السير وليام روبرت جروف . ولكن نظرًا لعدم جدوى استخدامه في تلك الفترة، ظل هذا الاختراع حبيس الأدراج لأكثر من 130 سنة تقريبًا. وعادت خلايا الوقود مرة أخرى للحياة في الستينيات، وذلك عندما طورت شركة «جنرال إليكتريك» خلايا تعمل على توليد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستخدام في سفينتي الفضاء الشهيرتين «جيمني» وأبولو، بالإضافة إلى توفير مياه نقية صالحة للشرب لرواد الفضاء. كانت الخلايا الأولى في تلك المركبتين كبيرة الحجم وباهظة التكلفة، لكنها أدت مهامها دون وقوع أي أخطاء، واستطاعت أن توفر تيارًا كهربائيًا وكذلك مصدرًا للمياه النقية الصالحة للشرب في مركبات الفضاء.
خلية وقود تاريخ ابتكارها وفكرتها
ومن الممكن أن نجري مقارنة بين تقنية خلايا الوقود الهيدروجينية وبطارية السيارة، ففي حين أن البطارية الرصاصية تخزن الطاقة بواسطة العامل المؤكسد بداخلها مما يستوجب إعادة شحنها من حين لآخر، فإن خلايا الوقود تعمل على اتحاد عنصري الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الكهرباء، وهي تعمل بصفة مستمرة بواسطة مخزون من غاز الهيدروجين مخزن تحت ضغط عالي يصل إلى نحو 700 ضغط جوي لتقليل حجمه وتأخذ الأكسجين من الجو. تشحن السيارة التي تعمل بخلايا الوقود بنحو 4 كيلوجرام من الهيدروجين تكفي لسير السيارة الصغيرة مسافة نحو 350 كيلومتر.
وتتكون خلايا الوقود من رقائق مسطحة معدنية تتحد على سطحها جزيئات الهيدروجين والأكسجين بنسبة 1:2 لتكوين الماء H2O وتنتج كل شريحة منها 1 فولت من الكهرباء. وهذا يعني أنه كلما زاد عدد الشرائح المستخدمة، زاد الجهد الكهربائي للخلايا.
خلية وقود تركيبها
تتكون خلية الوقود من أقطاب تفصلها أغشية مناسبة نصف نفوذة أو تكون الأقطاب التي تكون في شكل ألواح مغمورة في سائل يسمح بتوصيل الأيونات.
تتكون الخلية من ألواح معدنية/ معدنية أو أسطوانات رقيقة جدا من الكربون مغطاة بمادة محفزة مثل البلاتين أو البلاديوم. توجد تلك الألواح بأعداد كبيرة في الخلية وتكون غاطسة في سائل كهرل حمضي أو قلوي، كما تختبر لها أنواع كهرل أخرى مثل مصهور كربونات قلوي أو السيراميك أو غشاءات تفصل الألواح المعدنية عن بعضها البعض.
ينتج التيار الكهربائي بواسطة تفاعل الأكسجين مع الهيدروجين، كما تختبر تفاعل مواد عضوية مثل الميثان أو الميثانول مع الأكسجين. ويقوم الكهرل بتوصيل كلا عضوي التفاعل إلى ألواح الخلية لكي تتفاعل مع بعضها البعض إلى أسطح الأقطاب.
بغرض الحصول على جهد كاف، تحتوي خلية الوقود على عدد كبير من الأقطاب التي توصل على التوالي. عند توصيل أحمال بخلية الوقود تعمل العمليات الكيميائية والكهربائية على خفض الجهد، لهذا تختبر مواد أخرى تقوم بوظيفة الكهرل تعمل في درجات حرارة عالية، مثل مصهور كربونات قلوي MCFC.
خلية وقود خلية الوقود في السيارة
لنأخذ مثالاً عمليًا يوضح لنا أهمية خلية الوقود التي تعمل بالهيدروجين. فعندما يصبح لديك سيارة تعمل بخلايا الوقود فأنت بالتأكيد تمتلك محطة توليد كهرباء متنقلة تستطيع توليد 25 كيلو واط من الكهرباء، ودعنا نتخيل ما سيحدث في المستقبل القريب عندما تذهب إلى العمل بواسطة سيارتك المجهزة بالخلايا الهيدروجينية، فبدلاً من تركها بساحة الانتظار مهدرًا للوقت والمكان بدون فائدة، ما عليك إلا توصيلها بمخرج الغاز الطبيعي الموجودة بالمبنى، وعند انتهاء الدوام تستقل سيارتك بعد شحنها وهي محملة بحوالي 25 كيلو واط من الكهرباء التي تصلح لتشغيل السيارة أو لإضاءة أو تدفئة أي مكان آخر، وتشير الإحصائيات الحديثة أن السيارات تقف بأماكن الانتظار بدون حركة لأكثر من 96% من إجمالي الوقت، وبالتالي يمكن الاستفادة القصوى من هذا الوقت الضائع في شحن السيارات بالهيدروجين وتحقيق الأرباح أيضًا.
خلية وقود خلية الوقود في السيارة
توجد في ألمانيا نحو 50 محطة لشحن الهيدروجين في السيارات حتى عام 2015 . هذا العدد قليل، وهو أقل من المخطط له سابقا. كما أن عدد السيارات التي تسير في ألمانيا بخلايا الوقود قد بلغ في عام 2014 نحو 24.000 سيارة فقط، أقل من الذي كان مخطط له بنحو 100.000 سيارة من هذا النوع.
من جهة أخرى تعمل بعض السيارات الأخرى ببطاريات ليثيوم-أيون كبيرة. وكانت شركة مرسيدس تنتج تلك البطاريات وتعتزم وقف أنتاج بطاريات الليثوم-أيون من نوع «ليثيوم-تك» في عام 2015، وستتركه لمنتجين متخصصين آخرين، وتركز انتاجها على السيارات. ومن المعروف أن الصين من أكثر الدول في أنتاج بطاريات الليثيوم-أيون الكبيرة الخاصة بالسيارات، وتتجه إليها مصانع السيارات العالمية لتزويد سياراتها بتلك البطاريات. وتستفيد الصين من ذلك استفادة كبيرة بسبب قلة تكلفة العمالة لديها مقارنة بكلفة العمالة في أوروبا وأمريكا.
خلية وقود تطبيقات لخلية الوقود
هناك استخدامات عديدة لخلايا الوقود، ويرجى أن تستخدم بعد التوصل إلى خلايا وقود كفوؤة في تشغيل المركبات كالحافلات والسيارات. تستخدم البنوك والمستشفيات في توليد الطاقة احتياطيًا في حالة انقطاع التيار الكهربائي من شبكة الكهرباء.
حاليا تصنع سيارات تعمل بخلية الوقود ولكنها لا زالت قليلة ومرتفعة الأسعار. ارتفاع أسعار تلك السيارات يرجع إلى ارتفاع أسعار الخلية وعلى الأخص المواد المحفزة للتفاعل مثل البلاتين والبلاديوم. كذلك لا يزال انتشار محطات تزويد الهيدروجين للسيارات محدودًا (وضع عام 2014)، وانتشارها يحتاج إلى بنية تحتية كبيرة واستثمارات بالغة.
كواكب وراء نبتون
أوضحت الجمعية الفلكية أن النظام الشمسي في حدودهِ الخارجية ما زال يحتوي على أجرام سماوية لم تكتشف بعد، ولقد ظهرت فرضيات عند بدء البحث عن ما يعرف بكوكب أكس منذ مطلع القرن العشرين، وعن وجود كوكب مجهول يدور حول الشمس وهو يقع خلف حزام كايبر، وارتبط رؤية هذا الكوكب بنهاية العالم، ويعود السبب في حالة الذعر والخوف هذه ببساطة لان كوكب أكس مجهول وهو قائم على افتراضات لا وجود لها. وحسب ما جاء من خلال حضارة المايا والحضارة السومرية فان ما يعرف بكوكب «نيبرو» سيصطدم بالأرض في الحادي والعشرين من شهر ديسمبر عام 2012، وجميع الأدلة الفلكية تؤكد بإن هذا الربط من الحضارتين هو اعتقاد خاطئ ولا يوجد سند علمي يدعمه ولا حتى من وكالة الفضاء الأمريكية ناسا التي يستشهد بها.
كواكب وراء نبتون
وقد اكتشف العديد من اجسام السماوية خلال السنوات الماضية ففي عام 2008 أعلن باحثون يابانيون بان بحثهم عن جسم كبير الكتلة خارج النظام الشمسي قد نجح حسب حساباتهم ويعتقد بوجود كوكب محتمل أصغر من كوكب الأرض يدور حول الشمس على بعد 100 وحدة فلكية، ولكن وقبل إطلاق أي تكهنات حولهُ فإنه ليس ما يعرف بكوكب نيبيرو، وهذا ليس دليل على اقتراب نهاية العالم، ولكنهُ يعتبر اكتشاف جديد ومميز وتطور هام في الأبحاث التي تجرى عن الكواكب القزمة خلف حزام كايبر. وحسب ورقة علمية نشرت في " Astrophysical Journal " وقام بها الباحثان «باتريك لاكوكا» و«تاباشي موكي» من جامعة كوبي ذكرت بأنه ربما يوجد العديد من الكواكب غير المكتشفة في حزام كايبر. وهذا الحزام هو منطقة ضخمة في الفضاء تبعد عن الشمس بحوال 30-50 وحدة فلكية، وهي تحوي على العديد الأجسام وأكبر جرم معروف فيها يعرف باسم «إريس»، وهو معروف لدى الفلكيين وليس سراً، ومنذ عدة سنوات فان حزام كايبر توجد بهِ عدة مميزات ربما تكون مؤشر على وجود جسم أكبر من «إريس» يدور حول الشمس خلف حزام كايبر. إن هذا البحث (يتنبأ) بوجود جسم كبير تبلغ كتلته 30-70 من كتلة كوكب الأرض، ويدور على مسافة قدرت بحوالي 100 – 200 وحدة فلكية من الشمس وربما يساعد اكتشاف هذا الجرم في تفسير السبب ببعض الحركات الغريبة التي تحدث من تأثير الأجرام السماوية في حزام كايبر.
وهنالك عدة دراسات حول وجود كواكب أخرى بعيدة عن الشمس في نظامنا الشمسي.
كواكب وراء نبتون كواكب ما بعد نبتون
كواكب ما بعد نبتون هو مصطلح يطلق على جميع الكواكب القزمة التي اكتشفت بعد كوكب نبتون بما فيها الكوكب التاسع (سابقاً) بلوتو، إيريس الكوكب إكس (حسب الوصف الأولي بداية الاكتشاف)، وقد عرفت الكواكب القزمة من قبل الاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006 على أنها جرم سماوي يدور حول الشمس أو النجم الرئيسي في مجموعته دون أن تكون مسيطرة على المنطقة المحيطة بها من الكويكبات وليس تابعا لها، بشكل آخر يكون لهُ الكثافة الكافية لتقاوم قوى جذب الأجسام الصلبة وتحافظ على توازن هيدروستاتيكي وبالتالي تحافظ على شكلها شبه الكروي. ويوجد حالياً خمسة كواكب قزمة مصنفة وهي سيريس، هاوميا، ماكيماكي، إريس، بلوتو.
ولكن يشك بوجود أجرام سماوية أخرى في المجموعة الشمسية من الممكن أن تصنف على أنها كوكب قزم، وهناك تقدير أنه من الممكن أن يرتفع عدد الأجرام المصنفة على أنها كواكب قزمة إلى حوالي 200 كويكب عند اكتمال اكتشاف حزام كايبر كاملا.
كواكب وراء نبتون كوكب قزم
تم اعتماد مصطلح كوكب قزم في عام 2006 كجزء من التقسيمات الثلاثة للأجسام التي تدور حول الشمس، ينص هذا التصنيف أن الأجسام الكبيرة بشكل كاف لتسيطر على المنطقة المحيطة بها تسمى كواكب بينما تلك التي ليس لها كتلة كافية للتملك شكلا كرويا يطلق عليها أجسام نظام شمسي صغيرة
وياتي الكوكب القزم بين هذين النوعين وقد أطلق عليه أحد العلماء أنه شيء يشبه الكوكب لكنه ليس بكوكب حتى اليوم لايوجد تعريف واضح يميز الكوكب عن الكوكب القزم حيث أن التعريف الذي تبناه الأتحاد الفلكي الدولي قد تعرض للكثير من الأنتقادت من قبل علماء الفلك.
وكان هناك جدالا بشأن وجود كوكب مجهول يدعى «الكوكب إكس»، ودارت حوله أساطير عديدة. يبدو اليوم أنه ليس هناك وجود لهذا الكوكب في المجتمع العلمي ومع ذلك تم الاتفاق على تعميم مصطلح «الكوكب إكس» على أي جرم أو كوكب لم يكتشف بعد داخل المجموعة الشمسية.
كواكب وراء نبتون الكوكب إكس
يعتبر العالم بيرسيفال لويل، هو المنشئ لفرضية الكوكب المجهول إكس حيث بعد اكتشاف كوكب نبتون عام 1846، كانت هناك تكهنات بوجود كوكب آخر خارج مداره. وبدأ البحث في منتصف القرن التاسع عشر ولكن بلغت ذروتها في بداية القرن العشرين، وقد اقترح بيرسيفال لويل فرضية الكوكب إكس لشرح التباين الواضح في مدارات الكواكب الغازية العملاقة، لا سيما أورانوس ونبتون.
ومنذ اكتشاف الجسم الفضائي الذي كان يعرف باسم كوكب بلوتو عام 1930، كان الفلكيون يبحثون عن جسم فضائي آخر قد يفسر الاضطرابات الحاصلة في حركة كل من كوكبي أورانوس ونيبتون، وهذا البحث أصبح يعرف باسم «البحث عن كوكب أكس» أي البحث عن الكوكب المجهول، وحتى الوقت الحالي ما زال البحث جاريا عن ذلك الكوكب، وهذا البحث ليس كما هو متخيل، فالبحث هو عن جرم فضائي لا يتعدى كونهُ كوكب قزم وقد لا تتعدى كتلته كتلة الأرض وما زالت الأبحاث في هذا المجال للعثور على المزيد من الأجرام الكبيرة في حزام كويبر في مسعى لفهم أكبر لحركات الكواكب.
كواكب وراء نبتون الكوكب إكس
لقد استندت بعض الجهات العلمية الأكاديمية على ماجاء في كتاب (مثير للجدل) صدر في عام 1967 تحت مسمى الكواكب الإثنى عشر، ومؤلفه زكريا سيتشن، حيث فسر بعض نصوص الكتابة المسمارية للحضارة السومرية، التي تعود إلى ما قبل 6000 سنة، جاء فيها: بان كائنات فضائية عرفت بـالأنوناكي قدمت إلى كوكب الأرض من على سطح كوكب يعرف باسم «نيبيرو» ووضع هؤلاء الأنوناكي مشروع جينات قابلة للتعديل على سطح الأرض لتكوين عرق جديد ليجعلوهم عبيداً لهم، وعندما غادر الأنوناكي كوكب الأرض، تركوا هؤلاء البشر يحكمون الكوكب حتى يعودوا إليهِ مرة أخرى.
وكما يظهر بان هذهِ الفرضية تبدو نوعاً من الخيال والخرافة، وبخاصة أن الترجمة هي لكتابة عمرها 6000 سنة مضت، وعلى ضوء ما جاء في هذا الكتاب أخذ الكثير من الناس هذهِ الخرافة على محمل الجد وان كوكب نيبيرو (الكوكب الدائر حول الشمس في مدار بيضوي تكون الشمس في إحدى بؤرتيه) سوف يعود قريباً من الشمس حسب معتقدهم في عام 2012، ويعتقدون انه بعودة «نيبيرو» سوف تحدث العديد من الحوادث والدمار.
كواكب وراء نبتون الكوكب إكس
وفي عام 1993، ظهر كتاب بعنوان (نذر الخراب) أحد أكثر الكتب مبيعاً في العالم، يذكر انه على ضوء هذه الاكتشافات، يثبت بان «نيبيرو» هو في حقيقة الأمر نفسه الكوكب المجهول إكس الذي يبحث عنهُ الفلكيون لمدة تزيد عن القرن، وليس هذا فحسب ولكن تلاعبوا في الحقائق الفلكية وذكر مؤلف الكتاب: بان الدراسات تثبت بان «نيبيرو» يتحرك باتجاه كوكب الأرض وبحلول عام 2012 سوف يصل إلى النظام الداخلي من النظام الشمسي وسيتسبب بأضرار جسيمة. وهذا التلاعب في الدراسات الفلكية كان الهدف منهُ مناورة في السوق التجارية لزيادة نسبة المبيعات. وهنا نلاحظ بانه لا توجد علاقة بين الكوكبين وان كان هناك خلط بينهما للترويج لشائعة نهاية العالم في عام 2012، فما يسمى بكوكب نيبيرو هو مجرد أسطورة تعود إلى الحضارة السومرية، أما كوكب إكس فهو تسمية لبحث علمي أجري عن جسم فضائي (محتمل) يؤثر في حركة الأجرام في حزام كويبر، ولا يوجد دليل علمي على وجود أيا من هذين الكوكبين وقد أعلن العديد من علماء الفلك نفيهم لوجود ما يسمى بكوكب نيبيرو ولا وجود لما يسمى بكوكب إكس.
ولكن بالرغم من ذلك ما زالت البحوث جارية حول حقيقة وجود هذا الكوكب الذي يسمى كوكب نيبيرو أو إكس.
كواكب وراء نبتون اكتشاف بلوتو
بلوتو (بالإنجليزية: Pluto) أو أفلوطن هو كوكب قزم يبعد عن الشمس لدرجة أّنّها لا ترى منه إلاّ كنجم نيّر، كما أنه كان أصغر كواكب المجموعة الشمسية التسعة. ولكن الاتحاد الفلكي الدولي أعاد تعريف للمصطلح «كوكب» في 24 أغسطس 2006، واعتبر بلوتو كوكباً قزماً، ليصبح عدد كواكب المجموعة الشمسية ثمانية.
أثبت اكتشاف كلايد تومبو لكوكب بلوتو في عام 1930 صحة فرضية لويل وصدق تحققها، حيث إن كوكب بلوتو (أبعد كواكب المجموعة الشمسية) اكتشف عام 1930 ولكن الجدل حوله لم يتفاقم إلا في عام 2006. وهذا الجدل مصدرهُ خلاف جديد بين علماء الفلك حول طبيعة وتعريف أي كوكب وكم يجب أن يبلغ حجمه للتفريق بينهُ وبين أي جرم سماوي أو أي صخرة تدور في الفضاء.
إن كوكب بلوتو (تاسع كواكب المجموعة الشمسية) يمكن اعتباره كوكبًا لأنهُ يدور حول محوره ويملك مداراُ خاصاً حول الشمس. ولكنه من حيث الحجم يعد أصغر بكثير من القمر وأقل بخمسمائة مرة من الأرض ولا يتجاوز نصف قطره 1100 كلم فقط!
كواكب وراء نبتون اكتشاف بلوتو
وحين اكتشف كوكب بلوتو عام 1930 لم يكن العلماء يملكون تلسكوبات عالية الدقة تمكنهم من رؤيته بشكل أفضل من الوقت الحالي (بل إنهم في الحقيقة توقعوا وجوده من خلال المعادلات الرياضية قبل رصدهِ فعلياً). فكوكب بلوتو (بعيد) لدرجة لا يكمل دورته حول الشمس إلا كل 248 عاماً (وصغير) لدرجة يصعب تحديد موقعه إلا من خلال رصد تأثيره على الكوكب المجاور نيبتون.