لا تزال أنظمة الدفع البديلة جديدة نسبيًا ، لكنها تمثل شريحة متنامية داخل الصناعة ، حيث تقود السيارات الكهربائية الطريق ، بينما لا تزال السيارات التي تعمل ب وقود الهيدروجين وتلك التي تستخدم البنزين الصناعي متخلفة عن الركب بعض الشيء . بينما يسعى الجميع إلى تقليل الآثار البيئية وخفض التكاليف ، فإن البعض في وضع أفضل للازدهار في المناخ الاجتماعي والاقتصادي الحالي. لا يزال مستقبل صناعة السيارات غير مؤكد إلى حد ما في الوقت الحالي
أساسيات مركبات الهيدروجين
تم استخدام الهيدروجين كوقود للصواريخ الفضائية منذ بعض الوقت ، لكن فكرة ضخه في سياراتنا لا تزال جديدة نسبيًا. تم تطوير أول محرك احتراق للهيدروجين في الواقع في عام 1807 ولكن لم يتم اعتماد التكنولوجيا على نطاق واسع منذ ذلك الحين. بدلاً من ذلك ، تعتمد مركبات الهيدروجين الحديثة على خلايا الوقود. يتم إنتاجها باستخدام معادن نادرة مثل البلاتين ، لذا فهي باهظة الثمن. لكنها تعمل في الواقع مثل بطاريات السيارات الكهربائية إلى حد كبير من حيث أنها تخزن الطاقة الكهربائية ، فقط في تركيبة كيميائية مختلفة – أي الهيدروجين والأكسجين.
تتفاعل هاتان المادتان الكيميائيتان مع بعضهما البعض داخل الخلية لإنتاج كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية ، إلى جانب بخار الماء الآمن بيئيًا. ومع ذلك ، بقدر ما يبدو هذا شيئًا جيدًا ، فإن إنتاج هذه الخلايا وتسخير الهيدروجين النقي هي عمليات مكلفة. وهذه التكلفة ليست نقدية بحتة.
تأثير سيارات الهيدروجين على البيئة
أحد العوامل الرئيسية في أبحاث الوقود البديل هو تقليل بصمتنا الكربونية في العالم. يعتبر كل من الدفع الكهربائي والهيدروجين من التقنيات الصديقة للبيئة للغاية ، حيث لا ينتج عنها أي انبعاثات ضارة. ومع ذلك ، هذا لا يعني أنها غير ضارة تمامًا. لا يزال يتم إنشاء الكثير من الكهرباء لدينا باستخدام الوقود الأحفوري ، ويمكن أن تكون عملية استخراج الهيدروجين وتنقيته مسببه لضرر بيئي من نوع ما .
الطريقة الأكثر ملاءمة للقيام بذلك هي إعادة تشكيل الميثان ، حيث يتم تسخين كلا الغازين بشكل مفرط ، وينقسمان إلى هيدروجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. والاثنان الأخيران غازات دفيئة ضارة ، لذا فإن هذا يقلل إلى حد ما من فائدة سيارات الهيدروجين. التحليل الكهربائي العكسي هو طريقة أخرى تستخدم الكهرباء لفصل الروابط في الماء بقوة. ولسوء الحظ ، فإن كمية الطاقة اللازمة تقلل من كفاءة هذا الخيار.
سيارات الهيدروجين مقابل السيارات الكهربائية
نظرًا لأن النظامين المختلفين مرتبطان ارتباطًا وثيقًا ، ويعمل كلاهما لتحقيق نفس الهدف ، فهناك بالتأكيد بعض أوجه التشابه بين السيارات التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية والسيارات الكهربائية . كل منها يقدم مزايا وعيوب خاصة به. قد لا تظهر مجرد مراجعة سريعة لهذه الاختلافات فائزًا واضحًا ، ولكن إليك إيجابيات وسلبيات كل منها:
خصائص السيارات الكهربائية :
– صنع أرخص من العملية التي تنتج الهيدروجين النقي
– المزيد من محطات الشحن (أكثر من 100: 1)
– الكثير من خيارات السيارات في تشكيلة الشركات المصنعة المختلفة
– أوقات إعادة شحن طويلة في حالة عدم الشحن السريع
– لا يزال الوقود الأحفوري يستخدم لتوليد الكهرباء في العديد من الأماكن
خصائص سيارات الهيدروجين :
– المزيد من الطاقة الكامنة يعني نطاقات قيادة أطول
– أسهل بكثير للتزود بالوقود
– البطاريات أسهل وأكثر صداقة للبيئة في إعادة التدوير
– هناك الكثير من فقدان الطاقة عند تخزين وسحب الكهرباء من الهيدروجين
– المنتج الثانوي لإصلاح الميثان ضار بالبيئة
مشكلة ندرة محطات سيارات الهيدروجين
نظرًا لأنها تقنية باهظة الثمن نسبيًا ، فلا تستخدم العديد من السيارات خلايا وقود الهيدروجين. ومع ذلك ، إذا كنت تقود إحدى السيارات القليلة المتوفرة للبيع في الولايات المتحدة ، فستحتاج إلى معرفة مكان العثور على محطات سيارات الهيدروجين المناسبة. إذا كنت تتساءل عن كيفية شحن سيارة الهيدروجين ، فإن الأمر في الواقع ليس معقدًا كما هو الحال مع EV. على الطريق ، يستخدمون نفس نظام الكبح التجديدي مثل معظم السيارات الهجينة / الكهربائية ، ولكن بمجرد نفاد “الوقود” ، ستحتاج إلى العثور على محطة.لا يوجد سوى بضع عشرات من هذه المحطات في الولايات المتحدة ، ومعظمها في ولاية كاليفورنيا. لحسن الحظ ، فهي سهلة الاستخدام مثل مضخات البنزين أو الديزل. هذه ميزة لديهم على المركبات الكهربائية ، بصرف النظر عن سهولة التخلص من البطارية عندما تنتهي صلاحيتها في النهاية.
هل سيارات الهيدروجين أفضل من السيارات الكهربائية؟
إن تأثير كلتا السيارتين على البيئة لا شيء عمليًا ، وهناك حاجة إلى تقييم أعمق لتحديد أيهما أفضل حقًا. تعتبر السيارات الكهربائية أكثر شيوعًا ، مما يعني أن لديها المزيد من محطات الشحن المتاحة – على سبيل المثال ، تمتلك سيارات Tesla شبكتها المخصصة. هذه الراحة وحدها تجعلها أكثر شيوعًا ، وتطوير خلايا وقود الهيدروجين باهظ الثمن نوعًا ما. وهذا يرفع سعر هذه المركبات وتكلفة إعادة تزويدها بالوقود.
كم يكلف غالون من وقود الهيدروجين؟
على الرغم من أن الهيدروجين قد يكون العنصر الأكثر وفرة في العالم ، إلا أن تكريره إلى شكل خلايا وقود يعد مكلفًا للغاية. لا يزال تشغيل السيارة بالبنزين أرخص بكثير من تشغيل خلايا الهيدروجين ، لكن معظم السائقين لا ينفقون سنتًا واحدًا على الوقود. وذلك لأن معظم الوكلاء يوزعون بطاقات الوقود التي يجب أن تغطي نفقات السفر للسنوات القليلة الأولى عند استئجار سيارة تعمل بخلايا الوقود.
ما هي عيوب خلايا وقود الهيدروجين؟
على الرغم من أن تقنية الهيدروجين رائعة ، إلا أنها تحتوي على بعض المشاكل. كبداية ، هناك عدد قليل جدًا من السيارات التي تستخدمه بالفعل ، وشبكة محطات التزود بالوقود ضئيلة في أحسن الأحوال. لكنها ، بحكم تعريفها ، تقنية خضراء ، لذلك قد تفوق الفوائد السلبيات.