ما هي سيارة الهيدروجين وكيف تعمل FCEV؟

ليس سرا أن العالم يتجه نحو مركبات عديمة الانبعاثات في المستقبل القريب. على الرغم من أن السيارات الكهربائية قد اكتسبت شعبية في العقد الماضي كبديل للمركبات التي تعمل بالبنزين ، إلا أن سيارات الهيدروجين كافحت للحاق بالركب. ومع ذلك ، تظل مركبات الهيدروجين خيارًا معقولًا ، تمامًا مثل السيارات الكهربائية ، لتحل محل مركبات البنزين.

هل تشعر بالفضول حيال العلم وراء سيارات الهيدروجين؟ تابع القراءة.

كيف تعمل سيارة الهيدروجين؟

عندما يتعلق الأمر بسيارات الهيدروجين ، يمكن أن يكون لديك مصدران مختلفان للطاقة ؛ محرك احتراق داخلي للهيدروجين أو خلايا وقود الهيدروجين. تم تصميم محرك الاحتراق الداخلي للهيدروجين على غرار محرك البنزين ، باستثناء أنه يحرق الهيدروجين بدلاً من البنزين.

من ناحية أخرى ، يتم استخدام خلية وقود الهيدروجين لتحويل الطاقة الكيميائية إلى كهرباء لدفع محركك. ولكي يحدث هذا ، يتم إطلاق غاز الهيدروجين من خزانه إلى خلية الوقود حيث يتم خلطه بالأكسجين لإنشاء تفاعل كيميائي يتسبب في توليد الإلكترونات للكهرباء.

من الناحية الفنية ، يمكن أن تكون سيارة الهيدروجين مركبة كهربائية ، ولكن بدلاً من أن تعمل بالبطاريات ، فهي مصممة بمحطات طاقة تعمل بخلايا الوقود التي تولد الكهرباء الخاصة بها ؛ هذا هو سبب تسميتها بالمركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود أو FCEV. وبالمثل ، لديك خيار اختيار مركبة احتراق داخلي للهيدروجين ؛ المعروف أيضًا باسم HICEV. تعلم المزيد عن

كيف تعمل السيارات الكهربائية إذا لم تكن مألوفًا.

ما هي فوائد سيارات وقود الهيدروجين؟

مركبات الهيدروجين التي تعتمد على خلايا الوقود أو الاحتراق الداخلي تنتج بخار الماء كمنتج عادم بدون آثار لثاني أكسيد الكربون. بمعنى آخر ، مركبات الهيدروجين صديقة للبيئة تمامًا مثل المركبات الكهربائية.

أبعد من ذلك ، لا تحتاج السيارة الهيدروجينية إلى الشحن مثل السيارة الكهربائية التي تعمل بالبطارية ؛ يمكنك إعادة التزود بالوقود في أقل من خمس دقائق. في الواقع ، يمكن لمعظم سيارات الهيدروجين أن تقطع بسهولة مسافة تصل إلى 300 ميل على خزان ممتلئ.

نظرًا لأن سيارات الهيدروجين المزودة بخلايا وقود تولد الكهرباء الخاصة بها أثناء القيادة ، فهي لا تحتاج إلى بطاريات كبيرة. في معظم الحالات ، تكون البطارية الصغيرة بقدرة 30 كيلو وات أكثر من كافية لتخزين الكهرباء. ناهيك عن أن معظم مركبات الهيدروجين المزودة بخلايا وقود لها عمر افتراضي يتراوح من 5000 إلى 10000 ساعة ؛ هذا ما يعادل 150.000 إلى 300.000 ميل.

بالطبع ، إذا كنت تقود سيارة كهربائية تعمل بخلايا الوقود ، فسيكون المحرك هادئًا مثل الماوس.

لماذا لم يتم استخدام سيارات الهيدروجين بعد؟

وفقًا لـ TWI Global ، إن إنتاج سيارات الهيدروجين أغلى من السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات. لهذا السبب ، لا يرغب معظم مصنعي السيارات في المخاطرة وإنتاج سيارات الهيدروجين على نطاق واسع.

حتى لو كنت تستطيع شراء سيارة الهيدروجين ، فأين ستزودها بالوقود؟ ببساطة لا توجد بنية تحتية كافية لدعم مركبات الهيدروجين في الوقت الحالي. حسب مركز بيانات الوقود البديل (AFDC) ، 48 محطة للتزود بالوقود الهيدروجين مفتوحة للجمهور في الولايات المتحدة ؛ 47 من محطات التزود بالوقود في ولاية كاليفورنيا. إذا كنت في كندا ، فلا يوجد سوى سبع محطات للتزود بالوقود بالهيدروجين متاحة للجمهور (وفقًا لـ GLP Autogas).

هناك أيضا مسألة كفاءة الطاقة للهيدروجين. يتطلب الأمر الكثير من الموارد التي تتضمن عادةً حرق الوقود الأحفوري لتسخير غاز الهيدروجين النقي من الميثان أو الماء.

ولكن ماذا لو استخدمت الكهرباء القائمة على الطاقة الشمسية لحصاد الهيدروجين بدون الوقود الأحفوري؟ نعم يمكن عمل ذلك ولكن حسب أ البحث الذي أجرته المحادثة، سيكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة إذا قمت بشحن المركبات الكهربائية للبطارية مباشرة بدلاً من استخدام الكهرباء لإنتاج غاز الهيدروجين فقط لتوليد الكهرباء مرة أخرى من خلال خلايا الوقود.

بالنسبة لغاز الهيدروجين المتوفر في محطات الوقود ، ستدفع مقابله أكثر من البنزين أو الكهرباء ؛ ما لم يكن هناك نقص عالمي في الوقود أدى إلى ارتفاع أسعار البنزين. في الواقع ، يحتوي الهيدروجين على طاقة أكبر لكل وحدة حجم من البنزين ؛ هذا يعني أنك ستزور على الأرجح محطة للتزود بالوقود بالهيدروجين في كثير من الأحيان.

أخيرًا وليس آخرًا ، غاز الهيدروجين شديد التقلب وقابل للاشتعال مما يجعل من الصعب تخزينه. لهذا السبب ، يجب أن تكون خزانات غاز الهيدروجين قاسية وأن يتم اختبارها في ظل ظروف قاسية قبل الموافقة عليها. أيضًا ، عادةً ما يتم بناء محطات توليد الطاقة الهيدروجينية بالقرب من مراكز التزود بالوقود لأن النقل لمسافات طويلة يشكل مخاطر على السلامة.

ما هي سيارات الهيدروجين المتوفرة للمستهلكين؟

حسب Motor1، تم بيع 41700 سيارة هيدروجين فقط في جميع أنحاء العالم منذ عام 2011. سيارات الهيدروجين الوحيدة التي يتم إنتاجها حاليًا هي هيونداي نيكسو وتويوتا ميراي. تشمل مركبات الهيدروجين البارزة الأخرى التي تم تصنيعها ولكن تم إيقاف إنتاجها ، Honda Clarity و Hyundai Tucson FCEV.

هيونداي نيكسو هي سيارة دفع رباعي كهربائية تعمل بخلايا الوقود تعمل بالهيدروجين ؛ يتراوح مداها بين 354 ميلاً و 380 ميلاً. يبدأ سعره في أمريكا الشمالية بحوالي 59000 دولار للطلاء الأزرق وحوالي 62000 دولار للقطع المحدود.

على غرار Hyundai Nexo ، تويوتا ميراي هي سيارة سيدان متوسطة الحجم تعمل بخلايا وقود الهيدروجين. على خزان ممتلئ ، تمتلك Toyota Mirai مدى تقديري يتراوح بين 357 ميلاً (تقليم محدود) إلى 402 ميلاً (XLE تقليم). سعره المبدئي في أمريكا الشمالية هو 49500 دولارًا لسيارة XLE و 66000 دولار للنسخة المحدودة.

كل من Hyundai Nexo و Toyota Mirai مؤهلان للحصول على حافز ضريبي اتحادي قدره 7500 دولار في الولايات المتحدة ؛ إذا اشتريت سيارة هيدروجين في كاليفورنيا ، فستحصل على خصم ضريبي إضافي قدره 4500 دولار.

ومن الجدير بالذكر أيضًا أن كلاً من Toyota Mirai و Hyundai Nexo تأتيان بخيار تمويل بدون فائدة وإعادة تعبئة وقود مجاني في أي محطة هيدروجين تصل قيمتها إلى 15000 دولار. لا يمكن أن يكون أفضل من هذا! بدلا من ذلك ، يمكنك النظر خيارات السيارة الكهربائية التي تعمل بالبطارية مع انبعاثات معدومة.

هل يمكن أن تعمل سيارتك التالية على الهيدروجين؟

والحق يقال ، لدينا طريق طويل لنقطعه قبل أن تصبح سيارات الهيدروجين مشهدًا مألوفًا على الطريق. بالطبع ، حتى تبدأ محطات التزود بالوقود بالهيدروجين في الظهور في كل مكان ويصبح تسخير الهيدروجين مجديًا اقتصاديًا ، سيكون معظم الناس متشككين بشأن سيارات الهيدروجين.

ومع ذلك ، لا يزال بإمكانك شراء سيارة هيدروجين الآن إذا أردت. المشكلة هي أن العثور على محطة للتزود بالوقود الهيدروجين يمكن أن يكون تحديًا صعبًا.

4 أشياء يجب مراعاتها قبل التحول إلى سيارة كهربائية

اقرأ التالي

نبذة عن الكاتب