آشنایی با وسایل نقلیه پیل سوختی

طراحان EV اغلب ادعا می کنند که آلایندگی پایینی در مقایسه با خودروهای معمولی موتور احتراق داخلی (ICE) دارند. اکثر خودروهای پیل سوختی آلایندگی صفر دارند - آنها فقط آب و گرما منتشر می کنند. یک وسیله نقلیه پیل سوختی هنوز یک وسیله نقلیه الکتریکی (EV) است اما از گاز هیدروژن برای تامین انرژی موتور الکتریکی خود استفاده می کند. این خودروها به جای باتری، از «پیل سوختی» استفاده می‌کنند که هیدروژن و اکسیژن را برای تولید الکتریسیته ترکیب می‌کند، که سپس موتور را نیرو می‌دهد و تنها گازهای اگزوز سازگار با محیط زیست منتشر می‌کند.

تولید هیدروژنی که برای سوخت خودرو استفاده می‌شود، زمانی که از گاز طبیعی به دست می‌آید باعث آلودگی گازهای گلخانه‌ای می‌شود، اما استفاده از آن در خودروهای پیل سوختی به میزان زیادی انتشار کلی اگزوز را کاهش می‌دهد. بسیاری از خودروسازان مانند هوندا، مرسدس بنز، هیوندای و تویوتا که اغلب به عنوان خودروی انرژی پاک‌تر در آینده معرفی می‌شوند، خودروهای سلول سوختی را ارائه می‌کنند، در حالی که برخی دیگر در مرحله مفهومی هستند. برخلاف خودروهای الکتریکی که باتری‌های پیچیده آن‌ها محدودیت‌های طراحی خاصی را تحمیل می‌کنند، خودروهای پیل سوختی این پتانسیل را دارند که همه مدل‌های تولیدکننده را جایگزین کنند.

برای درک بهتر خودروهای پیل سوختی هیدروژنی، ببینید چگونه آنها را با موتورهای احتراقی معمولی، خودروهای الکتریکی و هیبریدی از نظر سوخت‌گیری و برد، تأثیرات زیست‌محیطی و مقرون‌به‌صرفه مقایسه می‌کنند.

سوخت گیری و ذخیره نیرو

اگرچه تعداد پمپ بنزین ها در حال حاضر محدود است، اما خودروهای پیل سوختی هیدروژنی به روشی مشابه خودروهای ICE سوخت گیری می شوند. ایستگاه های سوخت هیدروژن هیدروژن تحت فشاری را می فروشند که ظرف چند دقیقه خودرو را پر می کند. زمان واقعی سوخت‌گیری به فشار هیدروژن و دمای محیط بستگی دارد، اما معمولاً از ده دقیقه تجاوز نمی‌کند. سایر وسایل نقلیه الکتریکی برای شارژ مجدد زمان بیشتری نیاز دارند و به بردی برابر با خودروهای معمولی نمی رسند.

در برد کامل، یک وسیله نقلیه پیل سوختی مشابه خودروهای بنزینی و دیزلی است که با شارژ کامل 200 تا 300 مایل را طی می کند. مانند خودروهای برقی، آنها همچنین می توانند پیل سوختی را خاموش کنند تا در چراغ راهنمایی یا ترافیک صرفه جویی کنند. برخی از مدل ها حتی دارای ترمز احیا کننده برای بازیابی انرژی از دست رفته و شارژ نگه داشتن باتری هستند. از نظر سوخت و برد، خودروهای پیل سوختی با برخی از هیبریدی‌هایی که با باتری و/یا قدرت موتور بسته به شرایط رانندگی کار می‌کنند، به نقطه مطلوبی دست پیدا می‌کنند. آنها بهترین خودروهای ICE و الکتریکی را با حالت های سوخت گیری سریع، برد طولانی و حالت های صرفه جویی در انرژی ترکیب می کنند.

متأسفانه، هر چقدر هم که برد و سوخت‌گیری سریع جذاب باشد، تعداد ایستگاه‌های سوخت هیدروژن محدود به چند شهر بزرگ است - تقریباً منحصراً در مناطق کالیفرنیایی سانفرانسیسکو و لس‌آنجلس. زیرساخت‌های شارژ و سوخت‌گیری پیل سوختی برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون کار می‌کنند، اما هنوز چیزهای زیادی برای رسیدن به تعداد ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی و حتی بیشتر از آن، مکان جایگاه‌های سوخت دارد.

اثرات زیست محیطی

با خودروهای سنتی، وسایل نقلیه الکتریکی و وسایل نقلیه سلول سوختی، بحث‌ها و نگرانی‌هایی در مورد اثرات طولانی‌مدت زیست‌محیطی وجود دارد. خودروهای بنزینی مقدار زیادی آلایندگی تولید می کنند، در حالی که خودروهای الکتریکی با باتری ردپای قابل توجهی در طول تولید ایجاد می کنند.

هیدروژن مورد استفاده در خودروهای پیل سوختی عمدتاً از گاز طبیعی به دست می آید. گاز طبیعی با دمای بالا و بخار فشار بالا ترکیب می شود و هیدروژن را تشکیل می دهد. این فرآیند که اصلاح بخار- متان نامیده می شود، مقداری دی اکسید کربن تولید می کند، اما به طور کلی در مقادیر کمتری در مقایسه با وسایل نقلیه الکتریکی، هیبریدی و سوخت فسیلی.

از آنجایی که وسایل نقلیه پیل سوختی معمولاً در کالیفرنیا یافت می شوند، ایالت ایالتی ایجاب می کند که حداقل 33 درصد از گاز هیدروژنی که به یک وسیله نقلیه وارد می شود از منابع تجدید پذیر باشد.

در دسترس بودن و مشوق ها

خودروهای پیل سوختی مزایای زیادی از نظر کارایی سوخت و اثرات زیست محیطی دارند. آنها به سرعت پر می شوند و محدوده قابل رقابت با وسایل نقلیه ICE دارند. با این حال، اجاره یا خرید آنها هزینه زیادی دارد، مانند سوخت هیدروژنی آنها. اکثر تولید کنندگان هزینه سوخت را برای مدت محدودی پوشش می دهند تا قیمت بالا را جبران کنند، به این امید که هزینه خودرو و سوخت به مرور زمان کاهش یابد.

در کالیفرنیا، ایالتی با بزرگترین، هرچند کوچک، زیرساخت های پیل سوختی، مشوق هایی در دسترس بود. از فوریه 2016، کالیفرنیا تخفیف هایی را بر روی خودروهای سلول سوختی مشروط به در دسترس بودن بودجه ارائه کرد. این بخشی از انگیزه دولت برای معرفی وسایل نقلیه تمیزتر در جاده ها بود. برای دریافت تخفیف، دارندگان خودروهای پیل سوختی باید برای خودروی خود اقدام کنند. مالکان همچنین حق دریافت برچسبی را خواهند داشت که به آنها دسترسی به خطوط خودروهای پرشتاب (HOV) را می دهد.

خودروهای پیل سوختی می توانند وسیله نقلیه عملی فردا باشند. در حالی که هزینه و در دسترس بودن ایستگاه های شارژ در حال حاضر تقاضا را کاهش می دهد، پتانسیل دسترسی گسترده و رانندگی کارآمد همچنان وجود دارد. آن‌ها دقیقاً مانند بسیاری از اتومبیل‌های دیگر در جاده به نظر می‌رسند و عمل می‌کنند - شگفت‌انگیز در پشت فرمان نخواهید دید - اما احتمال رانندگی با انرژی پاک در آینده نزدیک را پیشنهاد می‌کنند.