انرژی ذخیره شده در پیوندهای یک ترکیب شیمیایی به عنوان انرژی شیمیایی شناخته می شود. می توان آن را در مولکول ها و اتم ها یافت، اما تنها در طی یک واکنش شیمیایی آزاد می شود. هنگامی که این انرژی آزاد می شود، گرما محصول جانبی معمول آن است که به آن واکنش گرمازا می گویند.

بسیاری از اشکال انرژی که ما هر روز استفاده می کنیم به فرآیند انرژی شیمیایی برای تامین انرژی متکی هستند. باتری ها، گاز طبیعی و حتی زغال سنگ همگی اشکالی از انرژی شیمیایی ذخیره شده هستند که می توانند در صورت وقوع یک واکنش شیمیایی آزاد شوند.

مزیت اصلی انرژی شیمیایی این است که در طبیعت فراوان است. تقریباً هر ماده آلی می تواند انرژی شیمیایی تولید کند. اگر برای گرم کردن خانه خود در اجاق چوبی چوب می سوزانید، از فرآیندهایی که توسط انرژی شیمیایی ایجاد می شود سود می برید.

عیب اولیه انرژی شیمیایی این است که واقعاً یک شکل پاک از انرژی نیست. بسیاری از اشکال آن تنها از طریق فرآیند احتراق یا مصرف قابل دسترسی هستند. این فرآیند باعث انتشار گازهای گلخانه ای در جو می شود و محیط زیست را در معرض خطر آسیب های آینده قرار می دهد. در ادامه مقاله مزایا و معایب دیگر این انرژی شرح داده می شود لطفا همراه ما باشید.

مزایای انرژی شیمیایی چیست؟

بیشتر اشکال انرژی شیمیایی از طریق احتراق آزاد می شوند

احتراق یکی از ساده ترین روش ها برای به دست آوردن انرژی است. انرژی فوری از طریق مصرف منبع انرژی دریافت می شود. راندمان احتراق را می توان کنترل کرد و مستقیماً حفظ کرد تا بتوان بیشترین انرژی ممکن را برداشت کرد که آن را راهی ارزان و مؤثر برای دریافت اشکال انرژی مورد نیاز می کند.

ذخیره سازی آن آسان است

اگر یک شومینه یا یک اجاق هیزمی دارید، احتمال زیادی وجود دارد که در جایی از حیاط خلوت خود انبوهی از چوب داشته باشید. این تنها یک نمونه از آسان بودن ذخیره یک منبع انرژی شیمیایی است. حتی روشن کردن زغال چوب برای کباب نشان می دهد که چقدر راحت می توان از این انرژی استفاده کرد.

بسیاری از اشکال آن دارای راندمان بالا هستند

قدرتی که انرژی شیمیایی می تواند از طریق شکستن پیوندها آزاد کند بسیار زیاد است. این انرژی برای سوخت شبکه های حمل و نقل، پرواز انسان به فضا و شاید روزی فراتر از منظومه شمسی کافی است. در مقایسه با سایر منابع انرژی، انرژی شیمیایی یکی از بالاترین چگالی ها را دارد که در دسترس ما است، به این معنی که می‌توانیم با حداقل منابع موجود، مقدار قابل توجهی انرژی برای استفاده داشته باشیم.

به طور معقولی کارآمد است

انرژی شیمیایی برای موثر بودن نیاز به حضور اکسیژن دارد. وقتی بتوان محیط را طوری کنترل کرد که اکسیژن بتواند فرآیند احتراق را آغاز کند، بازده این منبع انرژی می تواند بسیار بالا باشد.

اثرات زیست محیطی را می توان کنترل کرد

اگرچه احتراق به طور طبیعی باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای در جو می‌شود که می‌تواند به طور بالقوه مضر باشد، فناوری‌های ضبط و ذخیره‌ سازی وجود دارد که می‌توان از آنها برای محدود کردن آسیب استفاده کرد. یکی از نمونه های این فناوری زغال سنگ پاک است. با جذب کربن و سایر گازهای مضر ما از مزایای انرژی شیمیایی بهره مند می شویم و در عین حال خطرات ناشی از یک نتیجه منفی را کاهش می دهیم.

انرژی شیمیایی چیست؟ مزایا و معایب انرژی شیمیایی

معایب انرژی شیمیایی چیست؟

یک شکل پایدار از انرژی نیست

منابع این انرژی را می توان جایگزین کرد اما نمی توان آنها را دوباره پر کرد. فکر کنید هوای بیرون سرد است، بنابراین شما چند چوب را برمی دارید تا آنها را در شومینه خود قرار دهید. سپس آنها را روشن می کنید تا آتش ایجاد شود. این آتش تا زمانی که انرژی شیمیایی موجود در چوب را می سوزاند محیط را گرم می کند. با گذشت زمان، این انرژی مصرف می شود و چوب به خاکستر تبدیل می شود. آیا می توانید آن خاکستر را به چوب بیشتری تبدیل کنید؟ نه. می توانید چوب بیشتری تهیه کنید؟ آره.

ممکن است گران باشد

از آنجایی که بیشتر اشکال انرژی شیمیایی از اقلام آلی یا طبیعی به دست می آید، دسترسی به این منبع می تواند بسیار پرهزینه باشد. قبل از اینکه بتوانیم آن را بسوزانیم، باید زغال سنگ استخراج کنیم. باید چوب را به اندازه ای برش دهید تا در شومینه یا اجاق هیزمی جا شود و این پس از بریدن درخت اتفاق می افتد. و از آنجایی که بسیاری از این محصولات ذرات مضری را در جو آزاد می کنند، مقررات پرهزینه ای برای جلوگیری از انتشار بیش از حد وجود دارد.

برخی از اشکال انرژی شیمیایی بسیار نادر هستند

بیایید انرژی هسته ای را برای این مثال در نظر بگیریم. اکثر تاسیسات هسته ای به عنوان سوخت به اورانیوم متکی هستند. اورانیوم به قدری کمیاب است که برخی کشورها هیچ ذخایری از آن را در مرزهای خود پیدا نکرده اند. این نادر بودن نه تنها هزینه ها را افزایش می دهد بلکه به این معنی است که فناوری های مورد استفاده برای دسترسی به این انرژی می توانند در طول زمان بی فایده شوند.

می تواند زباله های مضر تولید کند

بسیاری از اشکال انرژی شیمیایی، تشعشعات را به عنوان بخشی از فرآیند احتراق آزاد می کنند. این تشعشع زمانی که به خوبی کنترل شود، لزوما خطرناک نیست، اما در برخی شرایط می تواند کشنده باشد. مسائل مربوط به چرنوبیل و فوکوشیما به ما نشان داده است که واکنش‌های شیمیایی در زمان اشتباه چقدر می‌توانند قوی باشند. بسیاری از ایزوتوپ های رادیواکتیو نیمه عمر طولانی دارند، گاهی اوقات هزاران سال، به این معنی که یک وضعیت فاجعه بار می تواند برای یک محیط محلی ویرانگر باشد.

می توان از آن برای ایجاد سلاح های ویرانگر استفاده کرد

لفاظی بین ایالات متحده و کره شمالی که در سال ۲۰۱۷ از زمان امضای آتش بس مسلحانه بین کشورها برای توقف جنگ کره به سطوح بی سابقه ای افزایش یافت، به ما نشان می دهد که چگونه می توان از انرژی شیمیایی برای اهداف مخرب استفاده کرد. سلاح های هسته ای از این نوع انرژی استفاده می کنند. ویرانی ژاپن در اثر پرتاب دو مورد از این سلاح ها توسط ایالات متحده جان صدها هزار نفر را گرفت. امروزه سلاح های هسته ای به اندازه کافی وجود دارد که اگر همه آنها شلیک شوند، جهان را کاملاً ویران می کند.

نمونه هایی از انرژی شیمیایی

حتما منابع سوختی مانند گاز طبیعی یا حتی چوب را دیده اید. گرما و نوری که در هنگام سوختن تولید می شود به عنوان انرژی شیمیایی شناخته می شود. همانطور که چوب پس از اتمام سوختن به خاکستر تبدیل می شود، ماده جدیدی ایجاد می کند، بنابراین به عنوان نمونه ای از آن عمل می کند.

به طور مشابه، هنگام پختن غذا، متوجه می شوید که برای گرم کردن یا پختن وعده های غذایی خود به گاز یا برق نیاز دارید که نمونه ای از انرژی شیمیایی است. علاوه بر این، سوزاندن سوخت‌های فسیلی هر روز برای تولید برق صورت می‌گیرد، بنابراین انرژی شیمیایی نیز در اینجا استفاده می شود.

بدن انسان نیز برای انجام کارهای روزمره به این انرژی  نیاز دارد. غذایی که مصرف می کنید شامل کالری است و پس از هضم، انرژی آزاد می شود. بنابراین، مولکول های موجود در غذای شما به قطعات کوچک تجزیه می شوند. به طور مشابه، هنگامی که پیوندهای بین اتم ها شکسته یا شل می شوند، اکسیداسیون اتفاق می افتد.