آشنایی با هیدروژن به عنوان سوخت جدید

خودرو هیدروژنی یا به‌صورت دقیق‌تر، خودروهای برقی مجهز به سلول سوختی هیدروژنی با نام اختصاری FCEV، خودروهایی هستند که برای حرکت خود به‌جای دریافت بنزین و الکتریسیته از مرکز توزیع، به هیدروژن نیاز دارند.

هیدروژن سپس در باک خودرو و در فشار ۷۰۰ بار (معادل ۷e+7 پاسکال) نگهداری می‌شود. وظیفه هیدروژن ذخیره‌شده، تولید برقی با ولتاژ بالاست.

ولتاژ یادشده سپس به یک حافظه میانگر ارسال می‌شود که قدرتی زودگذر را برای شتاب‌گیری خودرو فراهم می‌کند. البته این هیدروژن برای ارسال نیروی خود به موتور برقی باید مراحلی را طی کند.

خودروهای هیدروژنی نیرو خود را به‌طور کلی از یک دسته سلول‌های سوختی هیدروژنی بسته‌بندی شده دریافت می‌کنند که در آن، عناصر اکسیژن و هیدروژن برای تولید برق با یکدیگر واکنش می‌دهند.

انرژی تولیدشده توسط این فرایند به الکتروموتور ارسال می‌شود. بر این اساس، خودروهای یادشده فاقد انتشارات گازهای گلخانه‌ای خواهند بود و باوجود درون‌سوز بودن، گزینه‌ای به‌مراتب پاک‌تر از موتورهای درون‌سوز متداول به شمار می‌روند.

در بازارهای به‌روزی چون انگلستان، هم‌اکنون تنها دو خودرو هیدروژنی در دسترس خریداران قرار گرفته است؛ البته در آینده تعداد این خودروها افزایش خواهد یافت و زیرساخت‌های توسعه این خودروها هم با پیشرفت فناوری همه‌گیرتر خواهد شد.

جالب است بدانید که مرسدس‌بنز در سال ۱۹۹۸ نخستین خودرو هیدروژنی جهان را برای تردد در جاده‌های عمومی معرفی کرد.

این خودرو «نکار» نام داشت و روی پلت‌فرم کلاس A‌سوار شده بود. این خودرو نخستین‌بار در سال ۲۰۱۵ روانه بازار شد.

تویوتا تاکنون موفق شده است پیش از معرفی نسل جدید در سال ۲۰۲۱، بیش‌از ۱۰ هزار دستگاه میرای را به دست مشتریان برساند. آخرین نسل میرای به یک بسته هیدروژن با قابلیت جاسازی ۵.۶ کیلوگرم هیدروژن مجهز شده است که بر پایه چرخه رانندگی WLTP، می‌تواند تا ۶۴۰کیلومتر سرنشینانش را همراهی کند.

میرای جدید باوجود افزایش وزن و ابعاد بیشتر نسبت‌به نسل گذشته، برای رسیدن به سرعت ۱۰۰کیلومتر بر ساعت تنها به ۸.۷ ثانیه زمان نیاز دارد و در ۲۵.۵ ثانیه نیز به سرعت ۱۶۰ کیلومتر بر ساعت خواهد رسید.

پیشرانه هیدروژنی این خودرو ۱۸۰ اسب‌بخار قدرت و حدودا ۳۰۰ نیوتون‌متر گشتاور تولید می‌کند.

استفاده از فناوری نوظهور هیدروژن در موتور این خودرو باعث افزایش قیمت میرای تا ۶۴ هزار پوند انگلستان شد.

خودروهای هیدروژنی هم با منطق خودروهای بنزینی، با استفاده از پمپ مخصوص هیدروژن و در ایستگاه مختص خود، سوخت موردنیازشان را دریافت می‌کنند.

ایستگاه‌های پرکردن هیدروژن هم شباهت بسیاری به پمپ‌بنزین‌ها خواهند داشت. شارژ مجدد مخزن یا باک هیدروژنی هم به سادگی باز کردن در مخصوص آن و قرار دادن نازل پمپ درون مخزن است.

تویوتا زمان سوخت‌رسانی هیدروژن را کمتر از ۵ دقیقه اعلام کرده است. سخت‌ترین بخش پرکردن باک یک خودرو هیدروژنی احتمالا یافتن یک ایستگاه هیدروژن است.

تعداد این ایستگاه‌ها حتی در کشورهای پیشرفته‌ای چون انگلستان و آمریکا نیز معدود و کمتر از ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی است؛ البته دولت‌های کشورهای جهان اول قصد دارند برنامه افزایش زیرساخت پمپ هیدروژن را افزایش دهند تا این فناوری بتواند راحت‌تر جایگزین بنزین و گازوئیل شود.