هیدروژن؛ سوخت آینده خودروها

یخ‌های قطبی در حال آب شدنند و زمین هر روز گرمتر می شود. آلودگی محیط زیست به شدت در حال افزایش است. منابع انرژی فسیلی دنیا در حال تمام شدن است. از طرفی قیمت نفت هر روز بیش از گذشته افزایش می یابد؛ ولی جالبتر آنکه تقاضای خودرو نیز سالانه در جهان رو به افزایش است؛ به گونه ای که تولید خودرو به عدد سالانه 70 میلیون دستگاه در حال نزدیک شدن است. با این وجود، خودرو، این موجود آهنین، از متهمان اصلی گرم شدن زمین است و این سوال مطرح می شود که چگونه می توان به معادله چندمجهولی سوخت آینده که بتواند تمام این مشکلات را حل کند، پاسخ مناسبی داد و کلید حل تمام این مشکلات چیست؟

هیدروژن، پاسخی برای آینده 

هیدروژن، یکی از فراوان‌ترین عناصر در طبیعت است. سوختن هیدروژن با انرژی زیاد، تنها خروجی آب را در پی دارد؛ پس آیا هیدروژن می‌تواند تمام مشکلات گذشته را حل کند؟ البته تکنولوژی چنین موتوری بسیار پیچیده‌تر است و در حال حاضر، تاسیسات سوخت‌رسانی چنین خودرویی نیز بسیار گرانقیمت هستنند؛ ولی هم اکنون دو راه برای استفاده از هیدروژن در خودروهای پیشنهاد شده است که یکی استفاده از پیل سوختی و دیگری استفاده از موتورهای درون‌سوز هیدروژنی است.

پیل سوختی، روش خودروسازان آمریکایی

استفاده از پیل سوختی ازسوی خودروسازان به صورت آزمایشی آغاز شده است، اما استفاده از آن در آمریکا گستردگی بیشتری دارد؛ چراکه کاخ سفید به خودروسازانش (فورد، جنرال‌موتورز، کرایسلر) که معروف به سه تفنگدار هستند، دستور داده است با تمام توان بر روی سوخت جایگزین و استفاده از هیدروژن کار کنند. بر همین اساس، شرکت جنرال‌موتورز تا سال ‌2010 اولین مدل‌های تجاری این خودرو را وار د بازار خواهد کرد.

خودروهای پیل سوختی در واحد پیل خود از واکنش هیدروژن و اکسیژن، برق تولید می‌کنند و از برق تولیدی نیز برای به حرکت در آوردن چهار الکترو موتور استفاده می‌شود که خروجی سیستم نیز به دلیل آنکه واکنش اکسیژن و هیدورژن سبب به وجود آمدن آب می شود، تنها آب است.

در بعضی موارد، نیروی محرکه خودرو از یک باتری یون لیتیوم تامین می‌شود که شارژ آن توسط مولد پیل سوختی انجام می‌شود. سوخت مولد پیل سوختی هم یا از تبدیل گاز طبیعی به هیدروژن تامین می‌شود و یا با تجزیه آب در ایستگاهای سوخترسانی تهیه و به خودرو تزریق می شود.

موتورهای درون‌سوز هیدروژنی بی.ام. و راهی دیگر

مهندسان بی.ام.و که در جهان اتومبیل به مهندسان تکنولوژی معروف هستند، رویای سوخت هیدروژنی را به واقعیت نزدیک کرده‌اند؛ اما این خودروساز برخلاف روش خودروسازان آمریکایی روش دیگری را انتخاب کرده و هیدروژن را مانند بنزین در موتورهای پیستونی که شباهت بسیاری به موتورهای بنزینی کنونی دارد، تزریق می کند.

متخصصان این شرکت هم اکنون مدل سری هفت خود را به موتور احتراق داخلی با سوخت هیدروژنی مجهز کرده‌اند و در گام بعدی، خودرویی را با شکل مسابقه‌یی به موتور هیدروژنی تبدیل کرده‌اند.

مهندسان بی.ام.و خودرو هیدروژنی را با موتور H2R ساخته‌اند که با آرایش خورجینی و با 12 سیلندر و به‌کارگیری سوخت هیدروژن، 285 اسب بخار قدرت تولید می‌کند. خودرو جدید بی.ام.و در آخرین رکوردگیری توانسته رکورد 302 کیلومتر بر ساعت را به دست آورد.

حال بی.ام.و قصد دارد بر اساس تجربیات به دست آمده در مدل H2R، خودرویی بسازد که توانایی کارکرد با هیدروژن و بنزین را داشته باشد.

سوخت خطرناک !

سوخت هیدروژن همان اندازه که پاک است، خطرناک نیز هست و به همان اندازه ذخیره آن پیچیده است. به همین دلیل، مهندسان بی.ام.و برای ساخت یک خودرو هیدروژنی با سد بزرگی رو به رو بوده‌اند.

در خودرو H2R بیش از 11 کیلوگرم هیدروژن مایع در یک مخزن عایق‌بندی شده ذخیره می‌شود. در مجموع، برای حفظ ایمنی ساخت در تمام شرایط، سه عدد سوپاپ مخصوص روی مخزن سوخت قرار گرفته است؛ اما به هر حال حفظ ایمنی این مخزن پیچیده است، و هنوز بزرگترین سوال برای افکار عمومی در استفاده از این خودروها به غیر از تکنولوژی پیچیده موتور و چگونگی ذخیره‌سازی مناسب، ایمنی این خودروها است؛ زیرا در صورت انفجار مخزن این خودروها، به راحتی محله‌ای به هوا خواهد رفت!

آینده، منتظر هیدروژن

استفاده از سوخت‌های فسیلی احتمالا در 50 سال آینده، اندک اندک کنار گذاشته خواهد شد. براسا س پیش‌بینی‌های انجام شده توسط مراکز تحقیقات موتور آلمان، تا سال 2020 به آرامی خودروهای هیبریدی که ترکیبی از خودروهای برقی و بنزینی است، جایگزین خودروهای کنونی می شود و از سال 2020 استفاده از موتورهایی هیدروژنی، جایگزین موتورهای قدیمی خواهد شد. البته هنوز راه درازی تا ان سال ها باقی مانده است، ولی در صورت موفقیت مهندسان، مشکل انرژی و آلودگی حل خواهد شد؛ چراکه تنها نتیجه سوختن هیدروژن با اکسیژن، آب است، اما هنوز راه زیادی باقی است. شاید بعید به نظر برسد؛ عنصر هیدروژن که به گفته بسیاری از دانشمندان دومین عنصر طبیعت از نظر فراوانی است، به سختی تهیه و سخت‌تر از آن ذخیره می‌شود؛ حال باید دید دانشمندان چگونه از هیدروژن استفاده می‌کنند و چگونه کلید استفاده از معدن هیدروژن در خودروها پیدا خواهد شد.


ایسنا