ما هي السيارات الهيدروجينية (FCEV) وكيف تعمل؟

ليس سرًا أنَّ العالم بأجمعه يتجه نحو الإبتكارات والأجهزة والمُعدات عديمة الانبعاثات في المُستقبل القريب. على الرغم من أنَّ السيارات الكهربائية قد اكتسبت شعبية في العقد الماضي كبديل للمركبات التي تعمل بالبنزين ، إلا أنَّ السيارات الهيدروجينية لا تزال تُكافح من أجل الحاق بالركب. ومع ذلك ، تظل المركبات التي تعتمد على الهيدروجين خيارًا معقولًا ، تمامًا مثل السيارات الكهربائية ، لتحل محل مركبات البنزين. السيارات الهيدروجينية قليلة في العالم ، ومع ذلك فإنها تَعد بمستقبل كبير.

هل تشعر بالفضول حيال التقنيات التي تقف خلف سيارات الهيدروجين؟ تابع القراءة. تحقق من كل ما تحتاج لمعرفته حول شحن سيارتك الكهربائية في المنزل.

ما هي السيارات الهيدروجينية (FCEV) وكيف تعمل؟ - شروحات

كيف تعمل سيارة الهيدروجين؟

ما هي السيارات الهيدروجينية (FCEV) وكيف تعمل؟ - شروحات

عندما يتعلق الأمر بسيارات الهيدروجين ، يُمكن أن يكون لديك مصدران مُختلفان 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 لتوفير الطاقة لمُحركك. ولكي يحدث هذا ، يتم إطلاق غاز الهيدروجين من خزانه إلى خلية الوقود أين يتم خلطه بالأكسجين لإنشاء تفاعل كيميائي يتسبب في توليد الإلكترونات للكهرباء.

من الناحية الفنية ، يُمكن أن تكون سيارة الهيدروجين بمثابة مركبة كهربائية ، ولكن بدلاً من أن تعمل بالبطاريات ، فهي مُصممة بمحطات طاقة تعمل بخلايا الوقود التي تُولد الكهرباء الخاصة بها ؛ هذا هو سبب تسميتها بالمركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود أو FCEV. وبالمثل ، لديك خيار اختيار سيارة احتراق داخلي للهيدروجين ؛ المعروفة أيضًا باسم HICEV. تعرف على المزيد حول كيفية عمل السيارات الكهربائية إذا لم تكن على علم بتفاصيلها.

ما هي فوائد السيارات الهيدروجينية؟

ما هي السيارات الهيدروجينية (FCEV) وكيف تعمل؟ - شروحات

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

  كيفية إلغاء الاشتراك في تطبيق Audible بسهولة

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

نظرًا لأنَّ سيارات الهيدروجين المزودة بخلايا وقود تُولد 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 أنَّ معظم مركبات الهيدروجين المُزودة 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 تمرير الماوس.

لماذا لم يتم استخدام سيارات الهيدروجين بعد؟

ما هي السيارات الهيدروجينية (FCEV) وكيف تعمل؟ - شروحات

وفقًا لـ TWI Global ، فإنَّ إنتاج سيارات الهيدروجين أغلى تكلفة مُقارنةً بالسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات. لهذا السبب ، لا ترغب مُعظم الشركات المُصنِّعة للسيارات في المخاطرة وإنتاج سيارات الهيدروجين على نطاق واسع.

حتى لو كنت تستطيع شراء سيارة الهيدروجين ، فأين ستُزودها بالوقود؟ ببساطة لا توجد بنية تحتية كافية لدعم مركبات الهيدروجين في الوقت الحالي. وفقًا لمركز بيانات الوقود البديل (AFDC) ، فإنَّ 48 محطة للتزود بالوقود بالهيدروجين 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 مُتاحة للجمهور (وفقًا لـ GLP Autogas).

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

ولكن ماذا لو استخدمت الكهرباء القائمة على الطاقة الشمسية للوصول إلى الهيدروجين بدون الوقود الأحفوري؟ نعم ، يُمكن القيام بذلك ، ولكن وفقًا لبحث أجرته The Conversation ، سيكون من الأفضل استخدام الطاقة إذا قُمت بشحن بطارية السيارة الكهرباء مباشرةً بدلاً من استخدام الكهرباء لإنتاج غاز الهيدروجين فقط لتوليد الكهرباء مرة أخرى من خلال خلايا الوقود.

  كيف يمكنك حل مشكلة التشغيل المتقطع للهارد ديسك عند استخدام الكمبيوتر

بالنسبة لغاز الهيدروجين المُتوفر في محطات الوقود ، ستدفع مقابله أكثر من سعر 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 لأنَّ النقل لمسافات طويلة يُشكل مخاطر على السلامة. تحقق من أفضل التقنيات التي يُمكن أن تُساعد في إنقاذ الكوكب.

ما هي سيارات الهيدروجين المُتوفرة للمُستهلكين؟

ما هي السيارات الهيدروجينية (FCEV) وكيف تعمل؟ - شروحات

وفقًا لـ Motor1 ، تم بيع 41.700 سيارة هيدروجين فقط في جميع أنحاء العالم منذ عام 2011. سيارات الهيدروجين الوحيدة التي يتم إنتاجها حاليًا هي Hyundai Nexo و Toyota Mirai. تشمل سيارات الهيدروجين البارزة الأخرى التي تم تصنيعها ولكن تم إيقاف إنتاجها ، Honda Clarity و Hyundai Tucson FCEV.

Hyundai Nexo هي سيارة دفع رباعي كهربائية تعمل بخلايا الوقود تعمل بالهيدروجين. يتراوح نطاقها بين 354 ميلاً و 380 ميلاً. يبدأ سعرها في أمريكا الشمالية بحوالي 59000 دولار للطلاء الأزرق وحوالي 62000 دولار للنسخة المحدودة.

على غرار Hyundai Nexo ، فإنَّ Toyota Mirai هي سيارة سيدان مُتوسطة الحجم تعمل بخلايا وقود الهيدروجين. على خزان ممتلئ ، تمتلك Toyota Mirai نطاق تقديري يتراوح بين 357 ميلاً (النسخة المحدودة) إلى 402 ميلاً (نسخة XLE). سعرها المبدئي في أمريكا الشمالية هو 49500 دولار للنسخة XLE و 66000 دولار للنسخة المحدودة.

  لا يتم تشغيل مقاطع الفيديو على Facebook؟ طرق إصلاحه

كل من Hyundai Nexo و Toyota Mirai مُؤهلة 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 أنَّ كلاً من Toyota Mirai و Hyundai Nexo تأتي بخيار تمويل بدون فائدة وإعادة تعبئة وقود مجاني في أي محطة هيدروجين تصل قيمتها إلى 15000 دولار. لا تتحسن الأمور من هذا! بدلاً من ذلك ، يُمكنك التفكير في خيارات السيارة الكهربائية التي تعمل بالبطارية مع انبعاثات صفرية. تحقق من أفضل الطرق لتحسين نطاق سيارتك الكهربائية لزيادة المسافة المقطوعة.

هل يُمكن أن تعمل سيارتك التالية على الهيدروجين؟

والحق يقال ، لدينا طريق طويل لنقطعه قبل أن تُصبح سيارات الهيدروجين مشهدًا مألوفًا على الطريق. بالطبع ، حتى تبدأ محطات التزود بالوقود الهيدروجيني في الظهور في كل مكان ويصبح تسخير الهيدروجين مُجديًا اقتصاديًا ، إلى ذلك الوقت سيكون معظم الأشخاص مُتشككين بشأن سيارات الهيدروجين.

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

وهذا تحد حقيقي ، لكن هذا الإنجاز سيُحفز بكل تأكيد شركات تصنيع السيارات لدخول هذا المجال الواعد جدًا في المستقبل ، وربما ستُشجع ميزات الشحن السريع والمسافة الطويلة المقطوعة بالشحنة الواحدة ، الشركات المُصنّعة على استخدام هذه التكنولوجيا للشاحنات والحافلات التي تقطع مسافات طويلة ، وللطائرات والقطارات في المستقبل. يُمكنك الإطلاع الآن على المدن الذكية والسيارات ذاتية القيادة: كيف يبدو مستقبل صناعة السيارات؟

المصدر
Scroll to Top