محتويات
الهدف من الانتقال الى المحرك الهيدروجين في السيارات هو التخلص وبشكل نهائي من المحركات البنزين ، في السابق وحين بدأ عالم السيارات بالظهور كانت المحرك البنزين و الديزل هي طفرة كبيرة .
ولكن مع الوقت أصبحت المحركات البنزين ذات أضرار كبيرة لذلك بدأت شركات السيارات في العمل على أنواع أخرى من المحركات و التي منها التالي :
- محرك الهجينة ، وهي خليط ما بين البنزين والطاقة الكهربائية .
- المحرك الكهربائية بالكامل .
- محركات الايثانول ، و الذي يتم انتاجه من الذرة في الولايات المتحدة الأمريكية .
- المحرك الهيدروجين .
ويتوقع الخبراء في كوريا الجنوبية ان عدد السيارات الهيدروجينية سينتشر و بشكل كبير في عام 2030 بحيث يكون متوفر بشكل محلي أكثر من نصف مليون سيارة من هذا النوع .
لماذا يتم الاستغناء عن المحرك البنزين ؟
- قيمة مالية كبيرة عند استهلاك السيارات ذات المحركات الضخمة مثل 6 او 8 سلندرات .
- اضرار كبيرة على البيئة من عوادم هذا الوقود الملوث المناخ بشكل عام .
في المقابل فإن باقي انواع المحركات الأخرى تمتلك مميزات هي الاقوى و التي منها :
- إمكانية السير لمسافات أطول .
- اسعار أقل في عملية الشحن .
- تقليل نسبة انبعاثات السيارات .
- في حالة الحصول على المحرك الهيدروجين فإن نسبة الانبعاثات في السيارة ستكون 0% .
و في الوقت الحالي فإن عدد من الدول تعمل على دعم هذه التقنية و التي منها الولايات المتحدة الامريكية والمانيا و كذلك كوريا الجنوبية و مؤخرا المملكة العربية السعودية التي تسعى بالتفرد بهذا الامر و ستعمل على إنتاج مصنع للسيارات الهيدروجينية قريبا .
كيف يعمل المحرك الهيدروجين في السيارة ؟
السيارة التي تمتلك محرك هيدروجين هي عبارة عن مركبة ذات محرك يعمل بالطاقة الكهربائية و لكن السيارات الكهربائية تحتاج الى عملية شحن حتى تتمكن من السير بها .
اما المحرك الهيدروجين أو الخلايا الهيدروجينية فهي تتوفر في هذا المحرك لكي تمد المحرك بالطاقة المطلوبة بدون شحن كهربي .
بحيث توفر هذه الخلايا طاقة كيميائية و أثناء سير السيارة مع حركة الهواء يتم تحويلها الى طاقة حركية مما يجعل المحرك الكهربي يعمل بنجاح .
و هنا يجب ان يتم الخلط ما بين الهيدروجين و كذلك الاكسجين داخل خلية وقود لتوليد طاقة كهربائية و في بعض الأحيان يتم حرق الهيدروجين داخل غرفة الوقود مما ينتج عنه الطاقة المطلوبة .
و اليك الخطوات بشكل تفصيلي عن عمل المحرك الهيدروجين :
- حين تبدأ في تشغيل محرك السيارة فإن الهواء الذي يحتوي على الاكسجين يندفع الى محرك السيارة .
- و ينتقل الاكسجين الى ما يسمى بـ خلايا الوقود .
- من ناحية اخرى فان الهيدروجين يندفع الى هذه الخلايا .
- ثم بعد ذلك يحدث بينهم التفاعل ينتج عنه طاقة كهربائية .
- و هذا الطاقة الكهربائية تندفع الى المحرك لكي يعمل و يقوم بتحريك السيارة .
- و ايضا تنتقل الى بطارية السيارة لكي تساعد في زيادة مدى السير .
مخترع السيارة الهيدروجينية
- البداية الحقيقية في عملية إنتاج سيارات تعمل بالمحرك الهيدروجين كانت في حقبة 1950 تقريبا .
- و تم تجربها على عدد من السيارات و لم تلقى النجاح الكامل في هذا الوقت .
- و في الاليفة الجديدة اعتمدت الولايات المتحدة الأمريكية دعم مشروع السيارات الهيدروجينية و انفقت عليه مبالغ مالية كبيرة .
- الا ان المشروع توقف بعد ذلك بسنوات و عاد للعمل من جديد .
أول سيارة هيدروجينية
في عام 2014 قامت شركة تويوتا بحمل لواء المنافسة في قطاع لم يظهر بعد بالأسواق و قامت بإنتاج السيارة تويوتا ميراج الشهيرة و التي تعتبر هي أول مركبة رسميا بالمحرك الهيدروجين .
و لم يمر سوى عامين و بدأت شركات اخرى بالدخول في عالم المنافسة و التي منها شركة هيونداي في عام 2016 حين قدمت لنا السيارة نيكسو و شرة هوندا قدمت FCEV و هي مركبة اختبارية .
عيب المحركات الهيدروجينية
الماء الزائد
- حين يتم خلط الهيدروجين بالاكسجين من اجل انتاج طاقة كهربائية فهي لا تنتج وحدها .
- وإنما يصاحب الطاقة الكهربائية عملية إنتاج للماء ايضا .
- وإذا كانت الطاقة الكهربائية تنتقل الى المحرك .
- فان الماء لابد ان يخرج من السيارة .
- و بالتالي بدلا من خروج عوام المحركات البنزين سيخرج من السيارة ماء فائض من مؤخرتها .
لك ان تتخيل إذا كان جميع السيارات تعمل بالمحركات الهيدروجين بكمية الماء التي ستخرج من السيارة ستجعل اشارة المرور التي تقف بها السيارات أشبه ببركة ماء صغيرة .
سعر السيارة المرتفع
صحيح وأنك ستحصل على محرك موفر في عملية الشحن و مسافة فائدة و لكن هذا الأمر لن يكون مجاني ، شركات السيارات التي تقدم مركبات تعمل بطاقة الهيدروجين لا توفرها بسعر رخيص .
فهناك السيارة تويوتا ميراي و التي تصنف على انها سيدان ذات حجم متوسط فإن سعرها يبدأ من 50,000 دولار اي ما يعادل 188,000 ريال و اعلى سعر لها 66,000 دولار ما يعادل 250,000 ريال .
فما بالك لو انتقلت الى مركبات رياضية او كروس اوفر او بيك اب .
ولكن يتوقع في حالة انتشار هذه النوعية من المحركات ان يبدأ اسعار السيارات في الانخفاض .
انخفاض محطات الهيدروجين
يمكن اعتبار السوق الامريكي هو الاول في انتاج و استقبال و بيع السيارات ذات المحركات الهيدروجين و مع ذلك فإن محطات تعبئة الهيدروجين تعتبر قليلة و منخفضة بشكل كبير .
و هو الامر الذي يشبه عملية إنتاج السيارات الكهربائية و لكن بعد مرور فترة من الزمن اصبحت الان محطات الكهرباء شائعة في جميع المناطق على مستوى العالم .
تكلفة انتاج محطات الهيدروجين
نفس الأمر ينطبق على محطات الايثانول و على الرغم من انه موفر للغاية الا ان تكلفة إنشاء محطة التعبئة مرتفعة جدا .
كذلك تكلفة انتاج محطات الهيدروجين مرتفعة ايضا في مقارنة بانشاء محطات البنزين او انشاء محطات الطاقة الكهربائية للسيارات التي تعمل بالكهرباء .
مميزات المحرك الهيدروجين
- تقليل الانبعاثات إلى أقل حد ممكن مقارنة بالسيارات البنزين و التي تصل الى نسبة 0% .
- لا تحتاج الى وقت طويل في عملية التعبئة و تقريبا هو نفس وقت تعبئة خزان البنزين .
- اسرع في عملية الملء للخزان مقارنة بالسيارات الكهربائية التي تحتاج الى ساعة للشحن في حالة الاعتماد على الشحن العادي .
- القيمة السوقية للهيدروجين اقل من البنزين و بالتالي تكلفة أقل .
- حتى الآن فإن السيارات التي تمتلك المحركات الهيدروجينية تقدم قوة مقبولة و يتوقع في المستقبل ان يتوفر محركات هيدروجين قوتها تصل الى 1000 حصان .
- إمكانية قطع مسافات طويلة بدون اعادة تعبئة مثل ميراي التي تصل الى 1350 كم .
