هیدروژن سوخت آینده خودروها

یخ های قطبی در حال آب شدنند و زمین هر روز گرمتر می شود. آلودگی محیط زیست به شدت در حال افزایش و منابع انرژی فسیلی دنیا در حال تمام شدن است. از طرفی قیمت نفت هر روز بیش از گذشته افزایش می یابد ولی جالب تر آنکه تقاضای خودرو نیز سالانه در جهان رو به افزایش است به گونه ای که تولید خودرو به عدد سالانه70 میلیون دستگاه نزدیک می شود.

با این وجود، خودرو این موجود آهنین از متهمان اصلی گرم شدن زمین است و این سؤال 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 فراوان ترین عناصر در طبیعت است. سوختن هیدروژن با انرژی زیاد، تنها خروجی آب را در پی دارد؛ پس آیا هیدروژن می تواند تمام مشکلات گذشته را حل کند؟ البته تکنولوژی چنین موتوری بسیار پیچیده تر است و در حال حاضر، تأسیسات سوخت رسانی چنین خودرویی نیز بسیار گران قیمت هستند، ولی هم اکنون دو راه برای استفاده از هیدروژن در خودروها پیشنهاد شده است که یکی استفاده از پیل سوختی و دیگری استفاده از موتورهای درون سوز هیدروژنی است.

پیل سوختی، روش خودروسازان آمریکایی
استفاده از پیل سوختی در بسیاری از خودروسازان به صورت آزمایشی آغاز شده است اما استفاده از آن در آمریکا گستردگی بیشتری دارد چرا که کاخ سفید به خوردسازانش (فورد، جنرال موتورز، کرایسلر) که معروف به سه تفنگدار هستند، دستور داده است با تمام توان روی سوخت جایگزین و استفاده از هیدروژن کار کنند. برهمین اساس شرکت جنرال موتورز تا سال 2010 اولین مدلهای تجاری این خودرو را وارد بازار خواهد کرد.

خودروهای پیل سوختی در واحد پیل خود از واکنش هیدروژن و اکسیژن، برق تولید می کنند و از برق تولیدی نیز برای به حرکت درآوردن چهار الکتروموتور استفاده می شود که خروجی سیستم نیز به دلیل اینکه واکنش اکسیژن و هیدروژن سبب به وجود آمدن آب می شود، تنها آب است.

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

موتورهای درون سوز 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 کرده اند 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 می‌کند.

متخصصان این شرکت هم اکنون مدل سری هفت خود را به موتور احتراق داخلی با سوخت هیدروژنی مجهز کرده اند و در گام بعدی، خودرویی را با شکل مسابقه ای به موتور هیدروژنی تبدیل کرده اند. مهندسان بی.ام.و هیدروژنی را با موتور H2R ساخته اند که با آرایش خورجینی و با 12سیلندر و به کارگیری سوخت هیدروژن، 285 اسب بخار قدرت تولید می کند.

خودرو جدید بی.ام.و در آخرین رکوردگیری توانسته رکورد 302 کیلومتر بر ساعت را به دست آورد.حال بی.ام.و قصد دارد براساس 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 روبه رو بوده اند.

در خودرو H2R بیش از 11کیلوگرم هیدروژن مایع در یک مخزن عایق بندی شده ذخیره می شود. 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 بزرگ ترین سؤال برای افکار عمومی در استفاده از این خودروها به غیر از تکنولوژی پیچیده موتور و چگونگی ذخیره سازی مناسب، ایمنی این خودروهاست زیرا در صورت انفجار مخزن این خودروها، به راحتی محله ای به هوا خواهد رفت.

آینده منتظر هیدروژن
استفاده از سوخت های فسیلی احتمالاً در 50 سال آینده، اندک اندک کنار گذاشته خواهد شد. براساس پیش بینی های انجام شده توسط مراکز تحقیقات موتور آلمان تا سال2020 به آرامی خودروهای هیبریدی که ترکیبی از خودروهای برقی و بنزینی است، جایگزین خودروهای کنونی می شود و از سال 2020 استفاده از موتورهای هیدروژنی، جایگزین موتورهای قدیمی خواهد شد البته هنوز راه درازی تا آن سال ها باقی مانده است ولی در صورت موفقیت مهندسان، مشکل انرژی و آلودگی حل خواهد شد؛ چرا که نتیجه سوختن هیدروژن با اکسیژن تنها 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 سخت تر از آن ذخیره می شود. حال باید دید دانشمندان چگونه از هیدروژن استفاده می کنند و چگونه کلید استفاده از معدن هیدروژن در خودروها پیدا خواهد شد.