سوخت خودروهای آینده چیست؟

Toyota FCV که سوختش هیدروژن است و آب از اگزوز آن خارج می‌شودتصورات کودکی را به خاطر آورید تصویر اتومبیلی که می‌تواند پرواز کند یا روی آب شناور باشد یا به عمق آب برود آیا به این تصورات نزدیک شده‌ایم آیا خودروهای آینده چنین خواهند بود؟

 

با اینکه خودرویی که بتواند پرواز کند یا در آب حرکت کند ساخته شده است اما در واقعیت پنجاه سال آینده شاید چنین خودروهایی همه‌گیر نشده باشند چراکه همچنان مسائل مهم‌تری وجود دارد.

فعلاً بزرگ‌ترین مساله سوخت است. تولید گازهای گلخانه‌ای هر روز بیشتر می‌شود و زمین هم در حال گرم‌تر شدن است پس بهتر است فعلاً به‌جای پرواز با خودرو یا شناور شدن روی آب تولیدکنندگان خودرو فکری برای چنین مشکلی بکنند.

 

 خودروهای برقی یکی از این راه‌حل‌ها هستند اما برخی مشکلات بر سر توسعه این محصولات قرار دارد که مهمترین آن گران بودن و بحث پیمایش کم این خودروهاست. فعلاً شرکت تسلا در تولید خودروهای برقی موفق و پیشرو بوده است.مدل اس تسلا می‌تواند، ۳۷۰ کیلومتر را با یک بار شارژ طی‌کند. شارژ باطری هم در پیشرفته‌ترین تکنولوژی معمولاً بیش از یک ساعت طول می‌کشد. قیمت این مدل ۶۵ هزار دلار است. مشکل پیمایش کم، ذخیره‌سازی و شارژ و قیمت بالاسبب شده فعلاً خودروهای برقی گزینه‌های چندان جذابی نباشند برای همین خودروهای هیدروژنی برای خودروهای آینده بیشتر در بورس هستند.

 

هیدروژن یکی از فراوان‌ترین عناصر در طبیعت است. با سوختن هیدروژن هم تنها آب تولید می‌شود تا اینجا از نظر فرضیه همه چیز عالی است اما در عمل باز هم مشکلات فراوانی وجود دارد. مهم‌ترین بحث‌ها هم مربوط به تولید و ذخیره‌سازی هیدروژن است.  معمول‌ترین روش‌ها هم برای تهیه هیدروژن گرفتن هیدروژن از آب یا سوخت‌های فسیلی مانند گاز طبیعی است.

 

نکته سخت اما ذخیره‌سازی هیدروژن است. هیدروژن در دمای منفی ۲۵۲ درجه سانتی‌گراد در فشار سطح دریا به جوش می‌آید. پس مایع‌سازی هیدروژن بسیار پیچیده و پر خرج است؛ فشرده‌سازی هم دارای فناوری بسیار پیچیده‌ای است. یکی از روش‌های عملی،‌ذخیره هیدروژن به وسیله هیدرید است. این روش امیدهای زیادی را برای استفاده در خودروهای آینده پیش روی مهندسان قرار داده است.

 

اما فرض کنیم مشکل ذخیره‌سازی حل شود حالا هیدروژن را چگونه می‌توان در خودرو استفاده کرد؟

یک راه استفاده از هیدروژن در موتورهای درون‌سوز، به جای بنزین یا گازوئیل است. بی ام و در یک خودرو تحقیقاتی این کار را انجام داده است. این شرکت آلمانی در سال ۲۰۰۷مدل BMW H7 را معرفی کرد که مشابه سری هفت بنزینی از یک موتور ۱۲ سیلندر ۶ لیتری بهره می‌گرفت. این مدل پرمصرف در صد کیلومتر ۱۴ لیتر بنزین مصرف می‌کرد که برای هیدروژن این عدد به ۵۰ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر رسیده بود! اما چرا؟

 

 انرژی تولیدشده توسط هر لیتر بنزین ۳۴ مگا ژول است در حالی که این عدد برای هیدروژن ۱۰ مگا ژول است. این خودرو تحقیقاتی بی ام و نشان می‌دهد که راندمان یک خودرو هیدروژنی با موتور احتراق داخلی بسیار پایین است برای همین بسیاری شرکت‌ها از جمله تویوتا به دنبال روش دیگری با نام پیل سوختی رفته‌اند. تویوتا به تازگی اولین خودروی پیلی سوختی تجاری جهان را وارد بازار کرده است.

 

این خودرو با یک باک پر هیدروژن خود قادر است ۵۰۲ کیلومتر را طی کند. قدرت موتور الکتریکی این خودرو ۱۵۲ اسب بخار است. در این خودرو هیدروژن که در مخازنی با فشار ۷۰ مگا پاسکال (۷۰۰ برابر فشار هوا) ذخیره شده به سمت واحد پیل سوختی حرکت می‌کند در این واحد هیدروژن با اکسیژن هوا مخلوط می‌شود و حاصل این واکنش تولید آب و برق است. برق توسط موتور الکتریکی برای حرکت دادن خودرو مصرف می‌شود وآب هم از اگزوز خودرو خارج می‌شود. در هنگام فشار بر روی پدال گاز این خودرو در حالت درجا، اگر لیوانی را جلوی اگزوز خودرو بگیرید بعد از مدتی از آب پر می‌شود. قیمت این خودرو هم‌اکنون ۷۵ هزار دلار است.

 

جکی بردسال مهندس بخش خودروهای پیل سوختی تویوتا به الجزیره انگلیسی توضیح می‌دهد که این خودرو از نظر امنیتی آزمایش‌های مختلف مانند تست آتش‌سوزی را پاس کرده و مشکلی برای مخازن با فشار بالای هیدروژنش که در کف خودرو تعبیه شده است پیش نخواهد آمد.

 

کف خودرو برای حفاظت قطعات حساس مانند پیل سوختی و مخازه هیدروژن کاملاً پوشیده شده است.

اما چه نکته‌ای خودروهای پیل سوختی را از خودروهای الکتریکی برجسته می‌کند که سبب می‌شوند خودروهای آینده بیشتر تمایل به سمت پیل سوختی داشته باشند؟ هر دو روش که در نهایت توسط موتور الکتریکی خودرو را به حرکت در می‌آورند؟

 

 نکته مهم زمان سریع‌تر سوختگیری یا شارژ در خودروهای پیلی سوختی است. با فناوری فعلی این خودروها را می‌توان در زمان ۵ دقیقه سوختگیری کرد در حالی که این زمان برای یک خودرو برقی بسیار بیشتر است. نکته دوم و بسیار مهم، پاک‌تر بودن خودروهای پیل سوختی است.

 

 الکتریسته‌ای‌ که برای خودروهای برقی تأمین می‌شوند ممکن است از روش‌های فسیلی تأمین شده باشد که در نهایت با تولید گازهای گلخانه‌ای مانند خودروهای کنونی به محیط زیست صدمه خواهد زد در حالی که الکتریسته خودروهای پیل سوختی از واکنش هیدروژن و اکسیژن تأمین می‌شود.

 

 با اینکه فعلاً تویوتا پرچمدار تجاری‌سازی خودروهای پیل سوختی در جهان است جنرال موتورز با مدل Chevrolet Equinox Fuel Cell هوندا با مدل FCX Clarity هیوندایی با مدل ix35 FCEV و مرسدس بنز با مدل B-Class F-Cell تویوتا را تعقیب می‌کنند.