نگاهی به ویژگی‌های مثبت خودرو‌های هیدروژنی

رویداد۲۴ حدود ۲۰ سال پیش گروه دایملر کرایسلر، تصمیم گرفت خودرویی به نام Necar را براساس مرسدس بنز A کلاس را به بازار معرفی کند. این خودرو قرار بود که اولین خودروی تولید انبوه پیل سوختی جهان باشد. اولین سری از این خودرو با نام Necar X که یک خودروی تجاری بود در سال ۲۰۰۴ وارد بازار شد. در آن زمان دایملر کرایسلر پیش‌بینی می‌کرد بیش از ۱.۱ میلیارد یورو را خرج توسعه‌ی خودرو‌های پیل سوختی کند.

 

کلاوس دیتر فوهرینگر عضو هیئت مدیره و مسئول بخش تحقیق و توسعه‌ی دایملر کرایسلر در آن زمان اشاره کرد که خودرو‌های پیل سوختی بین سال‌های ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۰ باید رشد چشمگیری داشته باشند تا زیر ساخت‌های مربوط به این خودرو‌ها پیشرفت کند. وی در این مورد درست می‌گفت و عدم توسعه‌ی زیر ساخت‌های لازم برای خودرو‌های پیل سوختی باعث شد تا هنوز هم این خودرو‌ها نتوانند به‌صورت گسترده وارد خیابان‌ها شوند.

برخی از افراد خودرو‌های پیل سوختی را بهترین راه‌حل برای آینده می‌دانند، چون از اگزوز این خودرو‌ها هیچ چیز جز بخار آب و مقداری گرما بیرون نمی‌آید. همچنین سوخت‌گیری خودرویی هیدروژنی به اندازه‌ی بنزین زدن زمان می‌برد و نیازی نیست مانند خودرو‌های برقی چندین ساعت برای شارژ باتری صبر کرد. سلول‌های سوختی در این خودرو‌ها مانند باتری عمل کرده و هر یک چند ولت برق تولید می‌کنند تا در نهایت نیروی مورد نیاز برای حرکت خودرو فراهم شود.

اصلی‌ترین نوع پیل سوختی که در خودرو‌ها استفاده می‌شود، غشای تبادل پلیمری یا PEM نام دارد. در یک پیل سوختی از نوع PEM غشای پلیمری بین کاتد و آند پلاتینیومی قرار داده می‌شود و دو صفحه‌ی جریان نیز در بین آن‌ها قرار می‌گیرد. هیدروژن در ابتدا از صفحه‌ی جریان آند رد شده و هم‌زمان هوا نیز به سمت کاتد پمپ می‌شود تا اکسیژن لازم فراهم باشد. پروتون‌های هیدروژن در اینجا به سمت غشا کشیده شده و با اکسیژن مخلوط می‌شوند و به این ترتیب آب ایجاد می‌شود. تولید آب در این بخش باعث باقی ماندن الکترون‌های هیدروژن در پشت غشا شده و این مسئله سبب ایجاد جریان الکتریکی در مدار می‌گردد.

در ابتدا طرح سلول‌های سوختی مشکلات فراوانی داشتند برای مثال یخ زدن آب در دمای صفر درجه و پایین‌تر درون سیستم می‌تواند باعث ایجاد مشکل شود، اما فناوری امروز با وجود گران بودن خیلی پیشرفته هستند.

 

سیستم پیل سوختی از یک تانکر هیدروژن فیبر کربنی هم استفاده می‌کند که می‌توان هیدروژن را با فشار ۷۵۰ بار درون آن ذخیره کرد. بخش دیگر این سیستم باتری لیتیوم‌یون است که هم محل ذخیره‌ی انرژی تولید شده توسط سیستم بازیابی نیروی ترمز است و هم در هنگام سرعت‌گیری برق اضافی مورد نیاز موتور را تأمین می‌کند. یکی از مزایای هیدروژن این است که در صورت بروز حادثه و آسیب دیدن مخزن، هیدروژن منفجر نمی‌شود بلکه تنها نشت می‌کند و خطر خاصی ندارد. به این ترتیب می‌بینید که فراوان‌ترین عنصر کره‌ی زمین از نظر ایمنی نیز وضعیتی بهتر از بنزین دارد. سایر بخش‌های یک خودروی پیل سوختی مانند خودرو‌های برقی است و یک موتور الکتریکی و ماژول کنترل قدرت، چرخ‌ها را به حرکت در می‌آورد.

بیست سال پیش در کالیفرنیا، تأسیسات توسعه‌ی فناوری پیل سوختی (California Fuel Cell Partnership) تأسیس شد. هدف نهایی این است که تا سال ۲۰۳۰ یک میلیون خودروی پیل سوختی تولید شود و ۱۰۰۰ ایستگاه سوختگیری در کالیفرنیا وجود داشته باشد. فناوری پیل سوختی برای خودرو‌های بزرگ نیز بسیار مناسب هستند. تا امروز دو قطار هیدوژنی تولید شده و از سال ۲۰۱۸ در آلمان مشغول به کار است. آلمان ۲۷ فروند دیگر از این قطار‌های هیدروژنی سفارش داده است.