لطفا منتظر بمانید...

زمان تقریبی مطالعه مقاله :9 دقيقه

خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟ آیا به سرعت خودروهای بنزینی می‌رسند؟

 

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، خودروی هیدروژنی می‌توانند آینده صنعت خودرو را برای همیشه دگرگون کنند. اما خودروهای هیدروژنی و پیل‌سوختی چطور کار می‌کنند و چه تفاوتی با خودروهای عادی دارند؟ در این مقاله سعی می‌کنیم به این دو پرسش پاسخ دهیم.

نیروی مورد نیاز خودروهای مدرن یا از طریق سوخت تامین می‌شود یا الکتریسیته. شارژ کردن یک خودرو با برق زیاد مورد توجه نیست چون احتیاج به زیرساخت‌های خاصی دارد، هرچند که این روند در حال تغییر است و بزودی امکان شارژ خودروهای الکتریکی در تمام جاده‌ها فراگیر خواهد شد. یکی از دلایل محبوبیت خودروهای بنزینی این است که پمپ بنزین در همه جا پیدا می‌شود 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 آن‌ها بالاست و برای رانندگی‌های طولانی مدت مناسب‌تر هستند.

 

 

خودروی هیدروژنی چیست؟

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

 

چرا خودروهای هیدروژنی بهتر از خودروهای الکتریکی هستند؟

در خودروهای الکتریکی، برق در باتری‌های لیتیوم-یونی ذخیره می‌شوند. شارژ شدن این باتری‌ها بیش از حد طول می‌کشد و طول مسافتی که می‌توان با آن‌ها طی کرد پایین است. اما در سوی دیگر، خودروهای هیدروژنی از طریق یک فرآیند شیمیایی در پیل‌های سوختی خود نیروی الکتریکی تولید می‌کنند و نیازی به منبع خارجی برای شارژ باتری ندارند. این خودروها مثل خودروهای بنزینی ظرف چند دقیقه کاملا سوخت‌گیری می‌کنند و نسبت به خودروهای الکتریکی مسافت بیشتری را پوشش می‌دهند.

 

خودروی هیدروژنی

 

خودروهای هیدروژنی چطور کار می‌کنند؟

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

 

درون یک پیل سوخت هیدروژن چه اتفاقی می‌افتد؟

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

خودروهای هیدروژنی همین حالا هم در بازار وجود دارند، اما به دلیل نبود زیرساخت ایستگاه‌های سوخت‌ هیدروژنی هنوز به شکل گسترده‌ای وارد بازار نشده‌اند. خروجی این خودروها تنها آب و بخار آب است و هیچ آلودگی زیست محیطی ایجاد نمی‌کنند.

 

 

کدام شرکت‌ها 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. علی‌رغم این که این خودروها هنوز راه زیادی تا عرضه انبوه دارند، خودروسازان مختلفی در حال سرمایه‌گذاری روی این نوع خودروها هستند چون خودروهای هیدروژنی محدودیت‌های خودروهای الکتریکی را ندارند.

 

هوندا کلریتی (Honda Clarity)

 

خودروی هیدروژنی

 

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

 

خودروی هیدروژنی جنرال موتورز

 

خودروی هیدروژنی

 

این خودرو هنوز اسمی ندارد اما در سال ۲۰۱۶ معرفی شده است و به عنوان یک خودروی نظامی طراحی شده است. با لاستیک‌های بزرگ ۳۷ اینچی و ارتفاع ۱۹۸ سانتی‌متری، 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 عملیات‌های نظامی ممکن است یا نه.

 

تویوتا میرای (Toyota Mirai)

 

خودروی هیدروژنی

 

تویوتا یکی از پیشگامان فناوری سوخت‌های هیدروژنی است. آن‌ها 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 می‌شود و از سال ۲۰۱۵ در کالیفرنیای آمریکا هم عرضه شده است. تویوتا می‌خواهد تا سال ۲۰۲۰ فروش این خودرو را به ۳۰ هزار دستگاه در سال برساند. این خودرو با مخزن پر می‌تواند ۵۰۲ کیلومتر مسافت را طی کند و سوخت‌گیری آن تنها ۵ دقیقه طول می‌کشد. میرای مجهز به سنسور و دوربین جلو است، سیستم هشدار خروج از لاین دارد و سیستم ترمز اورژانسی هم دارد. این خودرو یکی از کاربردی‌ترین خودروهای هیدروژنی جهان است.

 

تریلی ۱۸ چرخ هیدروژنی تویوتا

 

خودروی هیدروژنی

 

تویوتا همزمان در حال آزمایش یک خودروی سنگین هیدروژنی است. این کشنده ۱۸ چرخ در حال حاضر در لس‌آنجلس در حال آزمایش است. جزییات این پروژه هنوز اعلام نشده است اما تویوتا اعلام کرده است که آن‌ها در تلاشند از فناوری موتورهای هیدروژنی در تمام محصولات خود، از شاسی‌بلند گرفته تا لیفت‌تراک استفاده کند. تویوتا همچنین قصد دارد ۱۰۰ اتوبوس هیدروژنی را برای المپیک ۲۰۲۰ توکیو وارد ناوگان شهری خود کند.

 

 

خودروی هیدروژنی لکسوس

 

خودروی هیدروژنی

 

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 به‌روزترین فناوری‌ها است.

 

خودروی هیدروژنی آئودی

 

خودروی هیدروژنی

 

آئودی در سال ۲۰۱۶ در نمایشگاه دیترویت ازخودروی مفهومی هیدروژنی خود به نام H-Tron Quattro رونمایی کرده است. آئودی اعلام کرده که این خودرو با مخزن پر می‌تواند ۵۹۸ کیلومتر مسافت را طی کند. این خودرو می‌تواند ظرف ۷.۱ ثانیه از صفر تا صد کیلومتر شتاب بگیرد. در این خودرو به جای استفاده از دکمه برای کنترل تجهیزات، از یک نمایشگر دیجیتالی لمسی استفاده شده است.  این خودرو مجهز به یک سیستم کمک راننده هم هست که می‌تواند به صورت لحظه‌ای نمایی ۳۶۰ درجه از اطراف خودرو در اختیار راننده بگذارد. هنوز معلوم نیست که این خودروی هیدروژنی وارد بازار هم خواهد شد یا نه، اما چیزی که مسلم است این است که آئودی در حال توسعه فناوری سوخت هیدروژنی است.

 

خودروی هیدروژنی بی ام و

 

خودروی هیدروژنی

 

شرکت BMW هم یکی از شرکت‌هایی است که مشغول توسعه فناوری موتور هیدروژنی است. BMW با همکاری تویوتا در سال ۲۰۲۰ از این خودرو رونمایی خواهد کرد. به گفته این شرکت آلمانی، این خودرو می‌تواند با یک بار شارژ ۴۸۲ کیلومتر مسافت را طی کند و سوخت‌گیری آن کمتر از پنج دقیقه طول خواهد کشید.

 

خودروی هیدروژنی فورد

 

خودروی هیدروژنی

 

در سال ۲۰۱۳ فورد اعلام کرد که با همکاری شرکت مادر مرسدس بنز یعنی دایملر و شرکت نیسان، در حال تحقیق و توسعه فناوری‌های سوخت هیدروژنی است. آن‌ها ابتدا قصد داشتند در سال ۲۰۱۷ از خودروی هیدروژنی خود رونمایی کنند اما این خودرو هیچوقت عرضه نشد. اگرچه برنامه خودروی هیدروژنی فورد به تعویق افتاده است اما این شرکت هنوز در حال کار روی پروژه خودروی هیدروژنی است.

 

خودروی هیدروژنی مرسدس بنز

 

خودروی هیدروژنی

 

شرکت نام‌آشنا و مطرح مرسدس بنز هم در سال ۲۰۱۹ خودروی هیدروژنی خود را در بازار آمریکا عرضه خواهد کرد. این خودروی روی پلتفرم شاسی‌بلند GLC مرسدس بنز تولید خواهد شد و زمان عرضه آن اواخر سال ۲۰۱۹ اعلام شده است. این خودرو یک باتری ۹.۳ کیلووات بر ساعت دارد و می‌تواند ۴۳۶ کیلومتر را با مخزن پر هیدروژن طی کند. به گفته مرسدس بنز این خودرو ۱۹۷ اسب‌بخار قدرت دارد.

 

خودروی هیدروژنی نیکولا موتور

 

خودروی هیدروژنی

 

شرکت استارت‌آپی نیکولا موتور در سال ۲۰۱۶ از پروژه ماشین سنگین هیدروژنی خود رونمایی کرد. این خودرو هنوز عرضه نشده است اما می‌تواند با مخزن پر بین ۱۲۸۰ کیلومتر تا ۱۹۳۰ کیلومتر مسافت را طی کند. این شرکت ابتدا قصد گسترش زیرساخت‌ سوخت هیدروژنی دارد و برنامه دارد تا سال ۲۰۱۹، ۳۶۴ پمپ سوخت هیدروژن تاسیس کند. این تریلی در سال ۲۰۲۰ وارد بازار خواهد شد.

 

هیوندای توسان با سوخت هیدروژنی

 

خودروی هیدروژنی

 

شرکت هیوندای هم از قافله خودروهای هیدروژنی عقب نمانده است و یک نسخه هیدروژنی از هیوندای توسان محبوب عرضه کرده است. تا حالا ۱۴۰ دستگاه از این خودرو وارد بازار شده است.

 

جنسیس GV80

 

خودروی هیدروژنی

 

مثل تویوتا و لکسوس، زیرشاخه لوکس شرکت هیوندای یعنی جنسیس هم یک خودروی هیدروژنی به نام جنسیس GV80 در نمایشگاه خودروی نیویورک سال گذشته به نمایش گذاشته است.

 

خودروی هیدروژنی استارت‌آپ ریورسیمپل

 

خودروی هیدروژنی

 

شرکت استارت‌آپی ریورسیمپل که در ولز بریتانیا واقع شده است هم یک خودروی آزمایشی هیدروژنی تولید کرده و در سال ۲۰۱۹ این خودرو را در اختیار ۶۰ تا ۸۰ نفر خواهد گذاشت تا آزمایش شود. این خودروی فوق سبک می‌تواند با مخزن پر ۴۸۲ کیلومتر را طی کند و وزن آن تنها ۵۹۰ کیلوگرم است.

 

خودروی هیدروژنی H2 اسپید، محصول پینینفارینا

 

خودروی هیدروژنی

 

شرکت پینینفارینا بیشتر برای طراحی خودروهای منحصر به فرد سوپراسپرت معروف است، اما مدتی است که خود نیز دست به تولید خودروهای سوپراسپرت زده است. خودروی هیدروژنی این شرکت در تیراژ محدودی تنولید خواهد شد و می‌تواند ظرف ۳.۴ ثانیه از صفر تا صد کیلومتر شتاب بگیرد. حداکثر سرعت این خودرو ۳۰۰ کیلومتر است و سوخت‌گیری آن تنها سه دقیقه طول می‌کشد. این شرکت هنوز حداکثر مسافتی که این خودرو طی می‌کند را اعلام نکرده است. ۱۰ دستگاه از این خودرو در سال آینده عرضه می‌شود اما قیمت آن ۲.۵ میلیون دلار است!

 

امیدواریم با مطالعه این مقاله هم درک خوبی از ساز و کار خودروهای هیدروژنی داشته باشید و هم با برخی از خودروهای هیدروژنی مختلف از شرکت‌های مختلف در سراسر دنیا آشنا شده باشید.

 

دسته بندی مقالات

خودرو

موتور سیکلت

ماشین ‌آلات سنگین