چرا سلول‌های سوخت هیدروژنی آینده حمل و نقل پاک هستند؟

چرا سلول‌های سوخت هیدروژنی آینده حمل و نقل پاک هستند؟

بسیاری باور دارند که سوخت هیدروژنی بخش مهمی از آینده خودروهای الکتریکی و موضوع تامین سوخت وسایل حمل و نقل را به خود اختصاص می‌دهد؛ اما چه چیزی باعث این سطح از اعتماد به سوخت مورد نظر شده است؟

سلول‌های سوخت هیدروژنی آینده به کار گیری انرژی‌های تجدید پذیر برای حمل و نقل را تصاحب خواهد کرد؛ این ادعایی شگفت‌انگیز است که در سال‌های اخیر طرفداران بسیاری را جذب کرده و اگر تا پایان این مطلب با گجت نیور همراه باشید، شاید شما هم به یکی از این طرفدارها تبدیل شوید!

سلول‌های سوخت هیدروژنی

تکنولوژی سلول‌های سوختی از اوایل قرن ۱۹ ابداع شد و بحث به کار گیری هیدروژن در چنین سلول‌هایی هم از دهه سی میلادی مطرح شده است؛ اما در سال‌های اخیر به دلیل پیشرفت چشم‌گیری فناوری مورد نظر و فراهم شدن امکان استفاده گسترده از آن در ساخت خودروهای الکتریکی، بحث سوخت هیدروژنی از همیشه داغ‌تر شده است.

اما منظور از سلول‌های سوختی و به خصوص، سلول‌های هیدروژنی چیست؟ سلول‌های سوختی از خیلی جهات به باتری‌ها شباهت دارند، چرا که الکتریسیته تامین شده توسط آن‌ها می‌تواند برای مصارف زیادی از جمله به حرکت راندن خودروها مورد استفاده قرار بگیرد. با این حال، سلول‌های سوختی برخلاف باتری‌ها تنها برای ذخیره الکتریسیته کاربرد ندارند و الکتریسیته آن‌ها در خود سلول‌ها و به کمک سوختی مانند هیدروژن تولید شده است.

سوخت هیدروژنی موجود در سلول‌ها با اکسیژن هوا واکنش می‌دهد و الکتریسیته لازم برای گردش چرخ‌های اتومبیل و یا استفاده در کنار باتری که انرژی خودرو برقی را تامین می‌کند، به کار گرفته می‌شود؛ اما بهترین نکته در مورد چنین تکنولوژی پاکیزه بودن آن و عدم انتشار گازهای گلخانه‌ای است که در خودروهای معمولی با سوزاندن بنزین و گازوئیل وارد اتمسفر زمین می‌شوند.

محصولات جانبی و اضافی سلول‌های هیدروژنی مقدار کمی آب و گرما بوده و به همین دلیل، صفر بودن گازهای مضر منتشر شده به کار گیری فناوری مورد نظر را به گزینه‌ای فوق‌العاده مناسب برای آینده‌ای سبزتر و متکی به انرژی‌های تجدید پذیر تبدیل می‌کند.

همچنین بخوانید:

۱۰ بحران جهانی که در کنار کرونا زندگی ما را به خطر انداخته‌اند

مزایای سلول‌های هیدروژنی

اما علاوه بر نبود تاثیرات منفی سوزاندن سوخت‌های فسیلی در مقایسه با سلول‌های سوخت هیدروژنی بحث تجدید پذیر بودن این نوع انرژی بسیار مهم است؛ برخلاف سوخت‌هایی مانند بنزین و گازوئیل که پس از پایان منابع طبیعی زمین، دیگر تهیه نخواهند شد، فرآیند تولید هیدروژن نه تنها ضرری برای محیط زیست ندارد که در برخی موارد، چنین پروسه‌ای به حیات سیاره کمک هم می‌کند.

کارخانه‌های تولید سوخت هیدروژن معمولا از انرژی تامین شده به کمک پنل‌های خورشیدی و یا نیروگاه‌های بادی استفاده می‌کنند و حتی در مواردی آب دریا را به عنوان ماده اولیه خود به کار می‌گیرند. از طرف دیگر میزان کربن منتشر شده در فرآیند استخراج هیدروژن بسیار کم بوده و محصول جانبی پروسه تولید سوخت هم اکسیژن است!

در کارخانه‌هایی که سوخت هیدروژنی مخصوص سلول‌های مورد استفاده در اتومبیل‌ها را تولید می‌کنند، استخراج هیدروژن با فرآیند الکترولیز (Electrolysis) انجام می‌شود، اما تمامی صنایع تولید هیدروژن به اندازه این کارخانه‌ها از لحاظ محیط زیستی بی‌ضرر نیستند.

همچنان کارخانه‌هایی وجود دارند که با سوزاندن سوخت‌های فسیلی پروسه استخراج هیدروژن را راه می‌اندازند، اما تلاش فعالان حوزه محیط زیست و سایر علاقه‌مندان به بحث انرژی سلول‌های سوختی این است که روزی تمامی کارخانه‌های استخراج هیدروژن به سطح فعالیت کاملا بی‌ضرر و دوست دار محیط زیست برسند.

همچنین در مقایسه با سایر رقبای حوزه انرژی‌های تجدید پذیر، سلول‌های سوخت هیدروژنی توانایی تامین مقادیر بسیار بیشتری از الکتریسیته را دارند و برخلاف خودروهای برقی وابسته به باتری، به کاربر این امکان را می‌دهند که مسافت‌های طولانی‌تری را بدون نیاز به شارژ باتری‌ها طی کند.

محدودیت‌های تکنولوژی سلول سوخت هیدروژن

شاید با مطالعه تمامی مزایای شگفت‌انگیز این فناوری پاکیزه این سوال به ذهن برسد که چرا تولید انبوه و گسترده خودروهای هیدروژنی تاکنون عملی نشده است؟ در جواب این سوال باید به کمبود زیرساخت لازم برای چنین کاری اشاره کرد. با اینکه فناوری مورد نظر و کارخانه‌های استخراج هیدروژن از چندین دهه پیش فعال بوده‌اند، در حال حاضر امکانات لازم برای تامین سوخت هیدروژنی کافی برای چنین ماشین‌هایی در سراسر جهان وجود ندارد.

در مقایسه با پمپ بنزین‌ها، در کل بریتانیا تنها ۱۶ جایگاه سوخت‌گیری هیدروژن وجود دارد و حتی با وجود تلاش‌های فعالان این حوزه برای ساخت جایگاه‌های بیشتر، می‌توان گفت که امکان تبدیل سلول‌های سوخت هیدروژن به منبع اصلی تامین انرژی خودروهای جهان وجود ندارد.

از طرف دیگر، هیدروژن سوختی فوق‌العاده اشتعال‌زا بوده که جابه‌جایی و نگه‌داری از آن نیازمند استفاده تجهیزات پیشرفته‌ای است که بسیاری از جایگاه‌های سوخت امکان بهره‌برداری از آن‌ها را ندارند. البته سمی نبودن این سوخت نکته مثبتی در بحث انتقال و ذخیره بوده و از طرف دیگر، هیدروژن نشت شده سریعا در فضا پخش می‌شود و برخلاف سوخت‌های معمولی، مدت زیادی در محیط باقی نمی‌ماند.

هم‌اکنون چه خودروهایی با سوخت هیدروژنی کار می‌کنند؟

به دلیل مشکلات زیرساختی و کمبود جایگاه‌های سوخت‌گیری، خودروسازان در حال حاضر سرمایه‌گذاری چندانی را به تکنولوژی سلول‌های سوختی اختصاص نداده‌اند، اما همچنان کمپانی‌های تویوتا و هیوندای هم‌اکنون اتومبیل‌های با قابلیت استفاده از سوخت هیدروژن را روانه بازار کرده‌اند؛ شرکت بی ام و هم مشغول کار بر روی نمونه‌ای از چنین خودروهای پاکی است.

اتومبیل هیوندای نکسو – Hyundai Nexo که تصاویری از آن را در لابه‌لای پاراگراف‌های بالا دیدیم، هم‌اکنون در بریتانیا به فروش می‌رسد؛ قیمت این خودرو هیدروژنی در حدود ۷۰ هزار پوند بوده، اما به واسطه صفر بودن میزان انتشار کربن از نکسو، دولت بریتانیا از صاحب خودرو هیچ مالیاتی نمی‌گیرد.

تویوتا میرای – Toyota Mirai هم خودرو سال ۲۰۲۰ کمپانی تویوتا در حوزه فناوری سوخت هیدروژنی بوده که با وجود باتری و مخزن سوخت و سلول‌های سوختی، امکان طی کردن مسافت تقریبی ۶۵۰ کیلومتر را با یک ‌بار سوخت‌گیری فراهم می‌کند.

تویوتا فناوری سلول‌های هیدروژنی را در قالب همکاری جدیدی با کمپانی بی ام و در اختیار این خودروساز قرار داده و خودروساز آلمانی قصد دارد تا چندین سال دیگر، پروژه آی هیدروژن نکست- i Hydrogen NEXT که هم‌اکنون در فاز آزمایشی قرار دارد را روانه بازار کند.

البته لازم به ذکر است که در حال حاضر، در مراحل اولیه به کار گیری گسترده تکنولوژی سوخت هیدروژن در خودروسازی به سر می‌بریم و هنوز فرصت زیادی تا افزایش دسترسی به جایگاه‌های سوخت و همچنین پایین آمدن قیمت خودروهای هیدروژنی باقی مانده است. با این وجود کمپانی‌های فعال در حوزه خودروهای الکتریکی همچنان به تلاش برای بهتر کردن محصولات و بهبود زیرساخت‌های لازم برای همه‌گیری چنین اتومبیل‌هایی ادامه می‌دهند.

-: گجت نیوز