۴۰۶ - زمان حدودی مطالعه : ۵ دقیقه
شاید تابحال اسم خودروهای هیدروژنی را شنیده باشید. در حالی که آسیب‌های جبران‌ناپذیر خودروهای بنزینی و دیزلی به محیط زیست برای همه آشکار شده و شرکت‌های مختلف در حال حرکت به سمت تولیدات الکتریکی و یا دیگر سوخت‌های جایگزین هستند
خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟

خودروهای هیدروژنی چطور کار می کنند؟ آیا به سرعت خودروهای بنزینی می رسند؟

شاید تابحال اسم خودروهای هیدروژنی را شنیده باشید. در حالی که آسیب های جبران ناپذیر خودروهای بنزینی و دیزلی به محیط زیست برای همه آشکار شده و شرکت های مختلف در حال حرکت به سمت تولیدات الکتریکی و یا دیگر سوخت های جایگزین هستند، خودروی هیدروژنی می توانند آینده صنعت خودرو را برای همیشه دگرگون کنند. اما خودروهای هیدروژنی و پیل سوختی چطور کار می کنند و چه تفاوتی با خودروهای عادی دارند؟ در این مقاله سعی می کنیم به این دو پرسش پاسخ دهیم.

نیروی مورد نیاز خودروهای مدرن یا از طریق سوخت تامین می شود یا الکتریسیته. شارژ کردن یک خودرو با برق زیاد مورد توجه نیست چون احتیاج به زیرساخت های خاصی دارد، هرچند که این روند در حال تغییر است و بزودی امکان شارژ خودروهای الکتریکی در تمام جاده ها فراگیر خواهد شد. یکی از دلایل محبوبیت خودروهای بنزینی این است که پمپ بنزین در همه جا پیدا می شود و کسی نگران سوخت خودرو نیست. یکی از جدیدترین مفاهیم در دنیای خودرو، شارژ خودرو با هیدروژن است. این طراحی از خودروهای الکتریکی عملکرد بهتری دارد چرا که ذخیره انرژی در آن ها بالاست و برای رانندگی های طولانی مدت مناسب تر هستند.

خودروی هیدروژنی چیست؟

خودرویی که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده کند، یک خودروی هیدروژنی است. این خودروها هم باتری های الکتریکی دارند و هم موتور احتراق.

چرا خودروهای هیدروژنی بهتر از خودروهای الکتریکی هستند؟

در خودروهای الکتریکی، برق در باتری های لیتیوم-یونی ذخیره می شوند. شارژ شدن این باتری ها بیش از حد طول می کشد و طول مسافتی که می توان با آن ها طی کرد پایین است. اما در سوی دیگر، خودروهای هیدروژنی از طریق یک فرآیند شیمیایی در پیل های سوختی خود نیروی الکتریکی تولید می کنند و نیازی به منبع خارجی برای شارژ باتری ندارند. این خودروها مثل خودروهای بنزینی ظرف چند دقیقه کاملا سوخت گیری می کنند و نسبت به خودروهای الکتریکی مسافت بیشتری را پوشش می دهند.

خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟

خودروهای هیدروژنی چطور کار می کنند؟

پیل های سوختی بین موتور احتراق و باتری خودرو قرار می گیرند. تمام موتورهای احتراق برای کار کردن به سوخت نیاز دارند و باید سوخت داخل مخزن خودرو باشد. این سوخت از طریق پمپ های هیدروژن وارد مخزن خودرو می شود. موتور احتراق خودروهای هیدروژنی نیازی به سوزاندن هیدروژن ندارد، بلکه با استفاده از اکسیژن موجود در هوا هیدروژن را به آب تبدیل می کنند. در این فرآیند نیروی الکتریسیته تولید می شود که محرک موتور خودرو است. این فرآیند مثل موتورهای بنزینی تا زمانی که سوخت خودرو تمام شود ادامه پیدا می کند.

درون یک پیل سوخت هیدروژن چه اتفاقی می افتد؟

همانطور که گفتیم پیل های هیدروژن برای فعالیت به یک منبع هیدروژن احتیاج دارند. هیدروژن در مخزن سوخت خودرو فشرده و ذخیره می شود و سپس وارد پیل سوختی می شود که شامل یک آند (منفی) و یک کاتد (مثبت) است و توسط یک الکترولیت از هم جدا می شوند. هیدروژن وارد آند می شود و کاتود در معرض هوا قرار می گیرد. جریان الکتریکی که توسط الکترون های آند ایجاد می شود به سمت کاتد حرکت می کند تا فرآیند تولید نیرو تکمیل شود. یون های هیدروژن از طریق مسیر آند وارد کاتد می شوند و دوباره با جذل الکترون با اکسیژن ترکیب می شوند تا ملکول آب شکل بگیرد. این فرآیند دائم تکرار می شود.

خودروهای هیدروژنی همین حالا هم در بازار وجود دارند، اما به دلیل نبود زیرساخت ایستگاه های سوخت هیدروژنی هنوز به شکل گسترده ای وارد بازار نشده اند. خروجی این خودروها تنها آب و بخار آب است و هیچ آلودگی زیست محیطی ایجاد نمی کنند.

کدام شرکت ها مشغول کار روی خودروهای هیدروژنی هستند؟

خودروهای هیدروژنی همین حالا هم در بازار موجود هستند. ایالت کالیفرنیا در آمریکا یکی از پیشگامان استفاده از سوخت هیدروژنی است و بیش از ۳۰ ایستگاه سوخت هیدروژنی در این ایالت ساخته شده است. علی رغم این که این خودروها هنوز راه زیادی تا عرضه انبوه دارند، خودروسازان مختلفی در حال سرمایه گذاری روی این نوع خودروها هستند چون خودروهای هیدروژنی محدودیت های خودروهای الکتریکی را ندارند.

هوندا کلریتی (Honda Clarity)

خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟

این خودرو از سال ۲۰۱۶ در کالیفرنیا عرضه شده است. با مخزن پر این خودرو می تواند ۵۸۹ کیلومتر مسافت را طی کند و پر شدن مخزن هیدروژن آن بین سه تا پنج دقیقه طول می کشد. هوندا و جنرال موتورز از جمله شرکت هایی هستند که سرمایه خیلی زیادی برای توسعه خودروهای هیدروژنی کنار گذاشته اند.

خودروی هیدروژنی جنرال موتورز

خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟

این خودرو هنوز اسمی ندارد اما در سال ۲۰۱۶ معرفی شده است و به عنوان یک خودروی نظامی طراحی شده است. با لاستیک های بزرگ ۳۷ اینچی و ارتفاع ۱۹۸ سانتی متری، این هیولای هیدروژنی در اختیار ارتش آمریکا گذاشته شده است تا ارتش این خودرو را در شرایط سخت بررسی کند و ببیند استفاده از این خودرو در عملیات های نظامی ممکن است یا نه.

تویوتا میرای (Toyota Mirai)

خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟

تویوتا یکی از پیشگامان فناوری سوخت های هیدروژنی است. آن ها ۲۳ سال پیش پروژه خودروهای هیدروژنی خود را آغاز کردند که یکی از نتایج این پروژه، خودروی تویوتا میرای است. این خودرو از سال ۲۰۱۴ در ژاپن عرضه می شود و از سال ۲۰۱۵ در کالیفرنیای آمریکا هم عرضه شده است. تویوتا می خواهد تا سال ۲۰۲۰ فروش این خودرو را به ۳۰ هزار دستگاه در سال برساند. این خودرو با مخزن پر می تواند ۵۰۲ کیلومتر مسافت را طی کند و سوخت گیری آن تنها ۵ دقیقه طول می کشد. میرای مجهز به سنسور و دوربین جلو است، سیستم هشدار خروج از لاین دارد و سیستم ترمز اورژانسی هم دارد. این خودرو یکی از کاربردی ترین خودروهای هیدروژنی جهان است.

خودروی هیدروژنی لکسوس

خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟

لکسوس هم قصد دارد یک خودروی لوکس با موتور هیدروژنی را تا سال ۲۰۲۰ وارد بازار کند، اما هنوز جزییاتی از این پروژه اعلام نشده است. با توجه به این که مالک لکسوس شرکت تویوتا است احتمال عرضه خودروهای هیدروژنی لکسوس در آینده بسیار بالاست. خودروی مفهومی هیدروژنی لکسوس مجهز به به روزترین فناوری ها است.

منبع : رکاب

ارسال نظر