كيف تعمل المركبات الكهربائية لخلايا الوقود الهيدروجيني وهل تستحق الضجيج؟

من المحتمل بالفعل أن تكون على دراية بالمركبات التي تعمل بالطاقة الكهربائية ، ولكن ما هي السيارات التي تعمل بالهيدروجين؟

تستخدم السيارات الكهربائية لخلايا الوقود الكهرباء لتشغيل محرك كهربائي ، تمامًا مثل EV العادي. ومع ذلك ، تستخدم FCEVs خلايا وقود الهيدروجين لإنتاج بعض الكهرباء اللازمة لتشغيل السيارة ، بدلاً من مجرد الاعتماد على البطارية.

لا تزال فعاليتها قيد المناقشة. Elon Musk ، التي تصنع شركة Tesla Battery EVs ، كانت تنتقد FCEVs ذات مرة ، وصفهم بأنهم “غبي عقله”. وفي الوقت نفسه بعض شركات السيارات الكبرى ، مثل تويوتا وهوندا ، تستثمر في تكنولوجيا الهيدروجين. لم يكن لدى الخبراء في تويوتا ، التي تحتوي على سيارات كهربائية ، هجينة ، هجينة مكونات من الإضافات و FCEVs الخاصة بها ، تعليقًا على رأي Musk ، لكنه شدد على أنه ليس حلًا يناسب الجميع.

“ما يضيع في النقاش هو ما يريده العميل ويحتاجه. عند اختيار مركبة ، يتعلق الأمر بما هو أفضل بناءً على نمط حياتك وميزانيتك وما يمكنك الوصول إليه”. CNET.

مع ما يقال ، هل يجب أن تفكر في FCEV عند شراء سيارتك التالية؟ دعونا نستكشف كيف يتكدسون ضد مركبات محرك الاحتراق الداخلي والسيارات الكهربائية للبطارية لتسوية النقاش.

ما هي السيارة الكهربائية لخلايا الوقود؟

على عكس السيارات الكهربائية للبطاريات ، والتي هي أكثر السيارات الكهربائية التقليدية التي تخزن الطاقة في البطاريات الكبيرة ، FCEVS توليد الكهرباء باستخدام الهيدروجين وينبعث فقط من بخار الماء والهواء الدافئ. بيفز و FCEV هي بدائل أكثر خضرة مع انبعاثات صفر ، مقارنة مع سيارة محرك الاحتراق الداخلي ، التي تحرق الوقود الأحفوري وينبعث من الملوثات.

أوضح جاكي بيردسال ، المدير الهندسي الأول لقسم خلايا الوقود في تويوتا ، FCEVs باسم “مركبة كهربائية ، ولكن بدلاً من توصيلها لإعادة الشحن ، تعيد ملءها بالهيدروجين”.

عندما تكون في محطة شحن أو وقود ، يختلف مصدر الطاقة. إليك انهيار سريع لمصادر الوقود المختلفة التي نعمل معها هنا:

• تستخدم المركبات الجليدية الغاز أو الديزل.
• BEVs تستخدم الكهرباء المخزنة في بطارية كبيرة.
• FCEVs استخدام الهيدروجين.

تعتبر الغاز والديزل الوقود الأحفوري ، في حين أن الكهرباء والهيدروجين يمكن أن تأتي من مصادر متجددة. لكن هذا لا يعني بالضرورة أن مصادر الوقود البديلة هذه هي 100 ٪ ينظف.

وقال بيرنز: “ليست كل الكهرباء نظيفة ، وهذا تحدٍ مع الهيدروجين أيضًا. ولكن مع FCEVs ، غالبًا ما يفوت أن المصدر يمكن أن يكون نظيفًا وهناك فرصة كبيرة لإنتاج الهيدروجين النظيف”.

يستغرق فقط حوالي 5 دقائق للتزود بالوقود FCEV. والوقود على FCEV أسرع بكثير من BEV ، والتي يمكن أن تستغرق في أي مكان من 30 دقيقة إلى 50 ساعة اعتمادا الخاص بك مستوى شاحن EV. تشبه عملية التزود بالوقود من FCEV في الواقع عملية مركبة ICE. إنه مثل أخذ سيارتك إلى محطة وقود ، إلا أنك تملأ بالهيدروجين بدلاً من البنزين. في محطة التزود بالوقود الهيدروجيني ، ستقوم بتوصيل فوهة الوقود بخزان الهيدروجين بالمركبة ، وملءها في بضع دقائق فقط.

بطاريات EV أيضا تآكل مع مرور الوقت. لهذا السبب نجمة الطاقة يوصي فقط بشحن EV الخاص بك حتى 80 ٪ من سعةه من أجل زيادة عمر البطارية إلى الحد الأقصى. خلايا وقود الهيدروجين مختلفة. وقال بيردسال: “الهدف في محطات الوقود عادة ما يكون 100 ٪. نظرًا لأنه خزان هيدروجين ، فأنت تريده بالكامل وتريد استنفاده طوال الطريق. لا يوجد أي تأثير على متانة الخزان”. هذا يعني أن FCEVs يمكن أن تقدم أداءً ثابتًا دون مخاوف تدهور البطارية التي تراها مع BEVS.

إيجابيات وسلبيات FCEVS

FCEVs تأتي مع البعض امتيازات لطيفة. أولاً ، يمكنك تأجيج FCEV في حوالي 5 دقائق ، وهو ما يستغرقه وضع الغاز في مركبة ثلجية. يمكنك عادة الذهاب حوالي 400 ميل على خزان واحد ، اعتمادًا على السيارة. لكن سيكلفك ذلك أكثر من شحن EV أو تأجيج مركبة جليدية.

تختلف أسعار الهيدروجين ، ولكن مستخدمي Reddit تقرير إنفاق ما بين 140 إلى 200 دولار لكل خزان ، وهو أكثر من ذلك بكثير جليد أو eV. يمكن أن يكون العثور على مواقع للوقود أمرًا صعبًا أيضًا. ستحتاج إلى العثور على شبكات الهيدروجين عبر الإنترنت و خرائط المحطة لتخطيط محرك الأقراص الخاص بك.

واحدة من السحب الرئيسية لـ FCEVS هي الفوائد البيئية. بدلاً من تلويث الهواء عن طريق حرق الغاز أو الديزل ، فإن FCEVs لها انبعاثات ذات ذيل صفرية وتطلق بخار الماء فقط. ومع ذلك ، فإن التأثير البيئي العام لـ FCEV يعتمد بشكل كبير على ما إذا كان الهيدروجين من مصادر متجددة أم لا. وفي الوقت الحالي ، فإن معظم إنتاج الهيدروجين ليس من مصادر الطاقة النظيفة ، ولكن قد يتغير ذلك في المستقبل.

“وضعت الحكومة الفيدرالية حوالي 8 مليارات دولار في خلق المتجددة محاور الهيدروجين حول الولايات المتحدة. وقال بيردسال: “الهدف من ذلك هو استخدام الموارد المتجددة الخاصة بمنطقة كل مركز لإنشاء الهيدروجين”.

على الرغم من العديد من التطورات على مدار العقد الماضي ، لا تزال FCEVs تواجه بعض العقبات. فيما يلي بعض إيجابيات وسلبيات للنظر.

إيجابيات

• التزود بالوقود السريع: يمكنك تأجيج FCEV في 5 دقائق. يجب أن تستمر خزان واحد حوالي 400 ميل.
• الانبعاثات النظيفة: بدلاً من الملوثات الضارة ، تنبعث FCEVs فقط ماء البخار.
• عملية التزود بالوقود المألوفة: يشبه التزود بالوقود FCEV التزود بالوقود على مركبة جليدية ، مما يجعلها انتقالًا بسيطًا.
• أداء طويل الأمد: تتمتع خلايا وقود الهيدروجين بعمر طويل ، مصممة لاستمرار عمر السيارة. لن تقلق بشأن تدهور البطارية كما تفعل مع BEV.
• الحوافز: يمكنك الحصول على محلي و المنح الفيدرالية أو الحوافز للمركبات صفر الانبعاثات. توفر بعض شركات صناعة السيارات أيضًا حوافز الوقود عند شراء FCEV.

سلبيات

• التكنولوجيا والموارد المحدودة: هناك عدد أقل بكثير من FCEVs ومحطات الوقود الهيدروجين المتاحة من البدائل. عندما تحتاج محطات الوقود إلى الإصلاح ، لا يوجد العديد من الفنيين ويسمحون للمسؤولين المدربين بالعمل مع تكنولوجيا الهيدروجين.
• وقود باهظ الثمن: الهيدروجين أغلى مقارنة بمصادر الوقود الأخرى.
• هيدروجين غير قابل للتجديد: يتم إنتاج جزء كبير من الهيدروجين من مصادر غير مجددة ، على الرغم من الجهود المبذولة لزيادة إنتاج الهيدروجين المتجدد.

مستقبل FCEVS

هل ستتولى FCEVS الولايات المتحدة؟ ربما ذات يوم. ولكن في الوقت الحالي ، تم العثور على معظم FCEVs في الولايات المتحدة في كاليفورنيا ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الدولة تفويض الانبعاثات الصفر. الدول الأخرى لديها تفويض مماثل ولكنها لم تضع الكثير من المال أو الجهد في تطوير البنية التحتية للهيدروجين. وبينما كانت الولايات المتحدة تخطو خطوات تجاه تبني FCEV ، فإنها لا تزال غير متقدمة كما في البلدان الأخرى.

وقال بيردسال: “لقد اتخذت الصين وكوريا زمام المبادرة في بناء البنية التحتية للهيدروجين من خلال وضع الكثير من التمويل تجاه تلك الجهود”. “القضية في كاليفورنيا مختلفة. لدينا المزيد من السائقين والمحطات ، لذلك هناك المزيد من البلى على البنية التحتية.”

هذا يؤدي إلى المزيد من محطات الهيدروجين في الأسفل للإصلاحات. ومع ذلك ، هناك شبكة أكبر بكثير من محطات الهيدروجين في اليابان والعديد من البلدان الأوروبية ، مما يساعد على توزيع الاستخدام وتقليل فشل المعدات.

أثناء تطوير التكنولوجيا ، لا يزال هناك استثمار كبير يتم طرحه نحو تطوير خلايا الوقود. وقال بيرنز: “هناك الكثير من الفرص للمركبات الخفيفة ، ولكن أيضًا للنقل المتوسط ​​والثقيل”. واحدة من عيوب تكنولوجيا البطارية هي أنها لا تدعم بعد احتياجات المركبات التجارية الطويلة. ولكن مع البنية التحتية للهيدروجين المناسبة ، يمكن لهذه المركبات التزود بالوقود بسرعة ومواصلة التشغيل ، مما يجعلها حلاً رائعًا لتقليل الانبعاثات في عمليات الأسطول.

عندما يتعلق الأمر بمعركة EVS مقابل FCEVS ، قال بيرنز: “إنها ليست إما محادثة أو محادثة ؛ إنها” و “. لا توجد تقنية واضحة ، بل حلول مختلفة يمكن أن تكمل بعضها البعض”. لكل من EVs و FCEVs دور في الحد من الانبعاثات الضارة ودعم مستقبل مستدام.

الأسئلة المتداولة