سيارات هيدروجين هي نوع من السيارات الكهربائية التي تستخدم خلايا الوقود لتشغيل المحرك بدلاً من الاعتماد بشكل أساسي على بطارية ليثيوم أيون كما أن هذا النوع من السيارات لا يحرقو الوقود مثل سيارات البنزين. كما هو الحال مع المركبات الكهربائية، لا تولد سيارات الهيدروجين انبعاثات ضارة حيث أن المنتج الثانوي الوحيد هو بخار الماء. نظرًا لأنها مركبات كهربائية، فسوف تسمع أيضًا بأنها تسمى المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود FCEV.
سيارات الهيدروجين كيف تعمل
تتشابه خلايا الوقود في التصميم مع بطارية ليثيوم أيون: فهي تحتوي على أنود وكاثود ومحفز يؤدي إلى فصل الإلكترونات والبروتونات عن غاز الهيدروجين الذي يتم ضخه بالداخل. مثل خلايا الليثيوم أيون في بطارية EV، تحتوي سيارات الهيدروجين على خلايا وقود متعددة تعمل في وقت واحد لتوليد الكهرباء. تسمى هذه المجموعة من الخلايا مكدس خلايا وقود الهيدروجين.
يتحد الهيدروجين من خزانات الوقود الموجودة على متن السيارة مع الأكسجين داخل كومة خلايا الوقود لتوليد الكهرباء عبر عملية تسمى التحليل الكهربائي العكسي. تتم إزالة الإلكترونات من غاز الهيدروجين، وترسل عبر الدائرة لتشغيل المحرك، وتتحد مع الأكسجين على الجانب الآخر من الدائرة لتكوين بخار الماء، والذي يتم تنفيسه عبر عادم السيارة.
يمكن للكهرباء المتولدة من خلايا وقود الهيدروجين أن تأخذ مسارين، حسب الحالة. تعمل الطاقة إما على تشغيل المحرك الكهربائي مباشرة أو شحن بطارية ليثيوم أيون صغيرة تساعد في تشغيل المحرك ويمكنها تخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا. تلتقط هذه البطارية أيضًا الطاقة من نظام الكبح المتجدد في السيارة لاستخدامها لاحقًا وتخزن الطاقة الزائدة من مجموعة خلايا الوقود أثناء القيادة المنخفضة الطاقة. في حالة زيادة الطلب على المحرك، تبدأ البطارية للمساعدة.
تزود خزانات الهيدروجين في سيارة FCEV بنفس سرعة ملء سيارة تعمل الوقود، وهي إحدى الميزات المميزة التي تتمتع بها سيارات الهيدروجين والتي تتفوق بها على المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية. ما عليك سوى التوجه إلى المحطة، وتوصيل الخرطوم، ليمتلئ الخزان ممتلئ في حوالي خمس دقائق.
يمكن أن تحتوي السيارات على الكثير من خزانات غاز الهيدروجين على متنها. نظرًا لأن الهيدروجين يمكن أن يكون شديد الاشتعال إذا تم التعامل معه بشكل غير صحيح، فإن خزانات الوقود هذه ذات جدران سميكة ومضغوطة ومختبرة لضمان سلامة الاشخاص. كما تم أيضًا بناء خزانات الأمان في السيارة والتي تضمن تشتت الهيدروجين وإطلاقه، على سبيل المثال، إذا تمت إزالة خلية الوقود أو ارتفاع درجة حرارتها.
ميزة أخرى للسيارات التي تعمل بالهيدروجين على المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية هي المدى الأطول. يمكن أن تقطع السيارات التي تعمل بالهيدروجي ما بين 355 و 645 كلم قبل أن تحتاج إلى التزود بالهيدروجين من جديد، وفقًا لـ Drive Clean في كاليفورنيا. من ناحية أخرى، تتمتع جميع المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات بمتوسط مدى EV يبلغ حوالي 400 كلم.
ميزات سيارات هيدروجين
على الرغم من أن لديها نطاقًا أكبر من المركبات الكهربائية، إلا أن السيارات التي تعمل بالهيدروجين أكثر تكلفة للتزود بالوقود، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن إنتاج الهيدروجين باهظ التكلفة. قد يكون العنصر الأكثر وفرة على هذا الكوكب، لكن صقله إلى شكل يمكنه تشغيل السيارة يتطلب جهدًا، وينعكس هذا الجهد في تكلفة كل خزان.
البنية التحتية للتزود FCEV تفتقر بشدة في الوقت الحالي. يوجد أقل من 400 محطة وقود FCEV في جميع أنحاء العالم، على الرغم من الجهود المبذولة لبناء المزيد من المحطات. إن عدد محطات التزود بالوقود بالهيدروجين أقل بكثير من منافذ شحن المركبات الكهربائية.
التحدي الآخر الذي يواجه السيارات التي تعمل بالهيدروجيم هو أنه في حين أنها قد تعمل من دون انبعاثات، فإن النباتات التي تنتج وقود الهيدروجين الخاص بها غالبًا ما تفعل ذلك عن طريق حرق الوقود الأحفوري في عملية تسمى إعادة التشكيل بالبخار. إذا استمر ذلك، فلن تفعل FCEV الكثير من أجل البيئة بقدر ما تستطيع، ولا يمكن أن يطلق عليها حقًا مركبات عديمة الانبعاثات.
بالرغم من أن العالم اليوم يميل إلى السيارات الكهربائية التي هي صديقة للبيئة إلا أن تلك التي تعمل بالهيدروجين لا تقل شأناً عن الكهربائية، لا بل تتمتع أيضاً بالكثير من الخصائص والميزات.
اقرأ أيضاً: 100 ألف دولار: جولف كلاسيكية مذهلة وبقدرة حصانية فاقت التوقعات في زمنها
