لوگوی شرکت نبکا

آیا هیدروژن می تواند یک منبع سوخت برای خودروهای برقی باشد؟

سوخت هیدروژن

دنیا در حال حرکت به سمت پایدارسازی حمل‌ونقل و کاهش اثرات زیست‌محیطی خودروهای سوخت فسیلی است. استفاده از خودروهای برقی نیز گامی حیاتی در کاهش انتشار کربن و آلایندگی‌ها به شمار می‌رود. به همین دلیل ضرورت وجود منابع متنوع برای تولید برق و تامین انرژی خودروهای برقی را نمی‌توان انکار کرد. منابع تجدیدپذیر بسیاری قابلیت تبدیل به انرژی الکتریکی را دارند تا برق را به صورت پایدار و پاک تولید کنند. هیدروژن نیز به عنوان یک منبع سوخت جایگزین، می‌تواند راهکارهای امیدوارکننده‌ای را ارائه دهد. در این مطلب به پتانسیل استفاده از هیدروژن برای تامین سوخت خودروهای برقی می‌پردازیم و توانایی آن را بر غلبه بر چالش‌های فعلی در حمل‌ونقل بررسی خواهیم کرد.

چرا باید از هیدروژن به عنوان منبع سوخت استفاده کرد؟

هیدروژن دارای چگالی انرژی بی‌نظیری است که آن را به یک منبع سوخت امیدوارکننده تبدیل می‌کند.

وقتی که هیدرژن در یک فرآیند پیل سوختی با اکسیژن واکنش نشان می‌دهد، مقدار قابل توجهی انرژی آزاد می‌شود. پیل سوختی یا سلول سوختی یک مبدل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی است که از طریق تبدیل مستقیم، بازده بالایی را ارائه می‌دهد. معروف‌ترین نوع پیل سوختی در حال حاضر، پیل سوختی هیدروژنی است که با استفاده از واکنش بین هیدروژن و اکسیژن، آب، حرارت و الکتریسیته تولید می‌کند.

اما با این حال چگالی انرژی هیدرژن بر حسب جرم بسیار زیاد است و به همین دلیل آن را به گزینه‌ای قانع‌کننده برای خودروهای پیل سوختی و برقی تبدیل می‌کند. علاوه بر این، پیشرفت‌های متعدد در تکنولوژی ذخیره‌‍سازی هیدروژن، به طور مداوم در حال بهبود هستند و به همین دلیل می‌توان به چشم‌انداز آن‌ها امیدوار بود.

خودروی هیدروژنی یا پیل سوختی چیست؟

خودروی پیل سوختی، سلول سوختی یا هیدروژنی، نوعی وسیله نقلیه است که برای تولید الکتریسیته از سلول‌های سوختی هیدروژنی و از این طریق به موتور الکتریکی که وسیله نقلیه را به حرکت در می‌آورد، نیرو می‌دهد. این سلول‌ها، هیدروژن را از یک مخزن با اکسیژن هوا ترکیب می‌کنند و بخار آب، گرما و برق را به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کنند. برخلاف موتورهای احتراقی معمولی، آلایندگی تولید شده توسط خودروهای پیل سوختی تقریبا نزدیک به صفر است و به همین دلیل مثل خودروهای برقی، با محیط زیست سازگارند. علی‌رغم فناوری پیشرفته خودروهای پیل سوختی، چالش‌هایی مثل وجود زیرساخت کافی برای ایستگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژن و هزینه‌های تولید، مانع از پذیرش گسترده این روش از حمل‌ونقل می‌شوند.

با مراجعه به این لینک می‌توانید با خودروهای پیل سوختی و انواع دیگر خودروهای برقی بیشتر آشنا شوید.

مزایای تبدیل هیدروژن به انرژی الکتریکی

سوخت هیدروژن

استفاده از هیدروژن برای تولید برق دارای مزایایی است که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

  • در فرآیند استفاده از هیدروژن در سلول‌های سوختی در جهت تولید الکتریسیته، تنها محصول جانبی بخار آب است که هیدروژن را به یک منبع انرژی پاک تبدیل می‌کند. مخصوصا زمانی که انرژی الکتریکی با استفاده از روش‌های تجدیدپذیری مانند الکترولیز با منابع برق تولید شود.
  • هیدروژن را می‌توان از منابع مختلفی مثل الکترولیز آب، اصلاح گاز طبیعی، تبدیل به گاز زیست‌توده و حتی با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیز اضافی تولید کرد. این تطبیق‌پذیری باعث می‌شود هیدروژن راهکاری بالقوه برای ذخیره و حمل‌ونقل انرژی به شمار رود.
  • هیدروژن به نسبت انواع دیگر انرژی جرم بالایی دارد که آن را برای ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل کارآمدتر می‌کند.
  • با پتانسیل تولید هیدروژن، مسیر پایداری و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی هموارتر می‌گردد.

چالش‌ها و محدودیت‌ها

اما باید به این مسئله اشاره کرد که تولید هیدروژن، علاوه بر مزایا، با چالش‌ها و محدودیت‌هایی نیز همراه است که در ادامه این مطلب به چندنمونه از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

  • در حال حاضر وجود زیرساخت برای توزیع و ذخیره هیدروژن یک چالش مهم به شمار می‌رود. زیرساخت‌های موجود محدود هستند و پذیرش گسترده این منبع انرژی مستلزم سرمایه‌گذاری قابل توجهی در توسعه زیرساخت است.
  • ذخیره و انتقال هیدروژن به طور ایمن و کارآمد می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. روش‌های فعلی برای انجام این کار شامل فشرده‌سازی، مایع‌سازی و ذخیره‌سازی مواد شیمیایی هستند که همگی هزینه‌ها و چالش‌های خود را به همراه دارند.
  • هیدروژن یک ماده بسیار قابل اشتعال است و می‌تواند ایمنی را با چالش مواجه کند. برای استفاده گسترده از این منبع انرژی باید اقدامات ایمنی کافی در جهت کاهش خطرات رعایت شوند.

آیا می‌توان با استفاده از هیدروژن، نیروی الکتریکی ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی را تامین کرد؟

استفاده از هیدروژن برای نیرودادن به ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی یک مفهوم امیدوارکننده به شمار می‌رود که از قدرت سلول‌های سوختی هیدروژن برای تولید برق در محل استفاده می‌شود. در این روش، هیدروژن از طریق یک سیستم پیل سوختی در ایستگاه شارژ، به الکتریسیته تبدیل می‌شود، سپس نیروی الکتریکی مورد نیاز برای شارژ باتری خودروهای برقی را فراهم می‌سازد. اما نکته مهم این که، این رویکرد چندین مزیت را به همراه دارد:

  • استفاده از این روش امکان تمرکززدایی تولید انرژی، کاهش بالقوه بار روی شبکه برق را به وجود می‌آورد. علاوه بر این قابلیت فعال کردن ایستگاه‌های شارژ در مناطق دورافتاده‌ای را فراهم می‌سازد که اتصال به شبکه محدود یا غیرایمن است.
  • سیستم‌های پیل سوختی را می‌توان برای پاسخگویی به تقاضای برق در ایستگاه‌های شارژ مقیاس‌بندی کرد. چرا که می‌توانند راهکارهای شارژ سریع‌تری را نسبت به برق معمولی شبکه ارائه دهند. این اتفاق در زمان‌های اوج بار شبکه بسیار کاربردی به شمار می‌رود.
  • هیدروژن با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و از طریق الکترولیز تولید شود می‌تواند بخشی از یک اکوسیستم کاملا پایدار باشد و انتشار کربن را در طول چرخه عمر خودرو و انرژی، به حداقل برساند.
  • هیدروژن می‌تواند به عنوان نوعی ذخیره انرژی عمل کند. به این معنا که با تولید از طریق منابع تجدیدپذیر اضافی، آن‌ها را ذخیره می‌کند تا در صورت نیاز بتواند دوباره به برق تبدیل شود. این روش انعطاف‌پذیری انرژی را افزایش می‌دهد و موجب کاهش اتلاف منابع انرژی تجدیدپذیر می‌شود.

انرژی‌های پاک برای حمل‌ونقل پایدار

هیدروژن هم مثل آب، نور خورشید و… یک منبع انرژی تجدیدپذیر و پاک به شمار می‌رود و به همین دلیل استفاده از آن به عنوان منبع سوخت، بسیار پراهمیت است. پتانسیل هیدروژن برای تامین سوخت خودروهای برقی اتفاقی امیدوارکننده به شمار می‌رود اما استفاده از این منبع انرژی و تبدیل آن به برق نیز با چالش‌های بسیاری همراه است. اما علی‌رغم این چالش‌ها، تحقیقات و سرمایه‌گذاری‌های در حال انجام در فناوری هیدروژن نشان‌دهنده شتاب رو به رشد به سمت به کارگیری این منبع انرژی در بخش حمل‌ونقل است و امید می‌رود که با ادامه نوآوری و همکاری، هیدروژن در آینده بتواند واقعا به عنوان یک منبع سوخت محوری برای خودروهای برقی ظاهر شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *