مركبة هيدروجينية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
عرض سيارة تويوتا ميراي ذات محرك هيدروجيني[1]

المركبات الهيدروجينية هي نوع من المركبات المعتمدة على الوقود البديل الهيدروجيني لتزويدها بالطاقة. تشمل مركبات الهيدروجين الصواريخ الفضائية العاملة بالوقود الهيدروجيني، بالإضافة إلى السيارات ومركبات النقل الأخرى. تُولد الطاقة عن طريق تحويل الطاقة الكيميائية للهيدروجين إلى طاقة ميكانيكية، إما عن طريق تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين في خلية وقود لتشغيل المحركات الكهربائية أو عن طريق حرق الهيدروجين في محرك احتراق داخلي.[2]

اعتبارًا من عام 2021، هناك نوعان متاحان من السيارات الهيدروجينية في أسواق محددة: تويوتا ميراي (التي أصبحت متاحةً في 2014)، وهي أول سيارة كهربائية تعمل بخلايا الوقود (إف سي إي في) أنتُجت بكميات كبيرة، وهيونداي نيكسو (التي أصبحت متاحةً في 2018). أنتِجت سيارة هوندا كلاريتي بين عامي 2016 و2021.[3] لا تزال بعض الشركات الأخرى، مثل بي إم دبليو، تدرس جدوى السيارات الهيدروجينية، بينما أعربت فولكس فاجن عن أن التكنولوجيا ليس لها مستقبل في مجال السيارات، وذلك لأن المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود تستهلك نحو ثلاثة أضعاف طاقة السيارة الكهربائية التي تعمل بالبطاريات لكل ميل. اعتبارًا من ديسمبر 2020، هناك 31225 مركبة إف سي إي في تعمل بالهيدروجين حول العالم.[4]

اعتبارًا من عام 2019، يُنتج 98% من الهيدروجين عن طريق عملية إصلاح البخار والميثان، التي تبعث ثاني أكسيد الكربون.[5] يمكن إنتاج الهيدروجين بوسائل كيميائية حرارية أو بوسائل تحليل حراري باستخدام مواد أولية متجددة، لكن هذه العمليات مكلفة حاليًا.[6] يجري تطوير العديد من التقنيات التي تهدف إلى توفير أسعار منخفضة بما يكفي، وكميات كبيرة بما يكفي للتنافس مع إنتاج الهيدروجين باستخدام الغاز الطبيعي.[7]

تتمثل مزايا وقود الهيدروجين في سرعة إعادة التزود بالوقود (القريبة من سرعة التزود بالغازولين) ومدى القيادة الطويل باستخدام خزان واحد. تشمل عيوب استخدام الهيدروجين انبعاثات الكربون العالية عند إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي، والتكلفة العالية، وكمية الطاقة المنخفضة لكل وحدة حجم في الظروف المحيطة، وصعوبات إنتاج وضغط الهيدروجين، والاستثمار المطلوب في محطات التعبئة الخاصة بالهيدروجين، ونقل الهيدروجين إلى محطات الوقود، وعدم القدرة على إنتاج أو وتوزيع الهيدروجين في المنزل.[8][9][10]

المركبات[عدل]

يمكن بالفعل أن تعمل السيارات والحافلات والرافعات الشوكية والقطارات ودراجات بّي إتش بي وقوارب القنوات ودراجات الشحن وعربات الجولف والدراجات النارية والكراسي المتحركة والسفن والطائرات والغواصات والصواريخ باستخدام الهيدروجين، في أشكال مختلفة. استخدمت ناسا الهيدروجين لإطلاق المكوكات الفضائية. هناك نموذج لسيارة تعمل بالطاقة الشمسية باستخدام خلية وقود متجددة لتخزين الطاقة على شكل غاز الهيدروجين والأكسجين.[11] يمكنها بعد ذلك تحويل الوقود مرة أخرى إلى ماء لإطلاق الطاقة الشمسية. منذ ظهور التكسير الهيدروليكي، كانت المشكلة الرئيسية لمركبات خلايا الوقود الهيدروجينية هو ارتباك المستهلكين والسياسة العامة فيما يتعلق باعتماد مركبات الهيدروجين التي تعمل بالغاز الطبيعي وتصدر انبعاثات مخفية على حساب وسائل النقل الصديقة للبيئة.[10]

السيارات[عدل]

اعتبارًا من عام 2021، هناك سيارتان تعملان بالهيدروجين متاحتان في أسواق محددة: تويوتا ميراي وهيونداي نيكسو.[12] أُنتِجت سيارة هوندا كلاريتي بين عامي 2016 و2021.[3]

في عام 2013، صدرت سيارة هيونداي توكسون إف سي إي في، التي هي عبارة عن سيارة توكسون تم تحويلها ذات مقود أيسر فقط وأصبحت أول سيارة من نوعها في العالم يتم إنتاجها بكميات كبيرة. [13][14]اعتُبرت سيارة هيونداي نيكسو، التي خلفت سيارة توكسون في عام 2018، «أكثر سيارات الدفع الرباعي أمانًا» من قبل برنامج تقييم السيارات الأوروبية الجديدة في عام 2018[15] وحصلت على تصنيف «جيد» في اختبار التصادم الجانبي الذي أجراه معهد التأمين لسلامة الطرق السريعة (آي آي إتش إس).[16]

أطلقت تويوتا أول مركبة في العالم تعمل بخلايا الوقود بكميات كبيرة، تويوتا ميراي، في اليابان في نهاية عام 2014 وبدأت بيعها في كاليفورنيا، وخاصةً في منطقة لوس أنجلوس وأيضًا في أسواق مختارة في أوروبا والمملكة المتحدة وألمانيا والدنمارك[17] لاحقًا في عام 2015.[18] يبلغ مدى السيارة 312 ميل (502 كيلومتر) وتحتاج لنحو خمس دقائق لإعادة ملء خزان الهيدروجين الخاص بها. كان سعر البيع الأولي في اليابان هو 7 ملايين ين تقريبًا (69000 دولار).[19] قدر رئيس البرلمان الأوروبي السابق بات كوكس أن تويوتا ستخسر في البداية نحو 100000 دولار لكل سيارة ميراي مُباعة.[20] في نهاية عام 2019، كانت تويوتا قد باعت أكثر من 10000 سيارة ميراي.[21] أطلقت العديد من شركات السيارات نماذج استعراضية بأعداد محدودة.[22][23]

في عام 2013، استأجرت شركة بي إم دبليو تكنولوجيا المركبات الهيدروجينية من تويوتا، وأعلنت مجموعة تشمل شركة فورد ودايملر إيه جي ونيسان عن تعاونهم لتطوير تكنولوجيا المركبات الهيدروجينية.[24] بحلول عام 2017، تخلت شركة دايملر عن تطوير المركبات الهيدروجينية، وحولت معظم شركات السيارات التي تطور السيارات الهيدروجينية [25]تركيزها إلى السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات.[26]

الحافلات[عدل]

تُختبر حافلات خلايا الوقود من قبل العديد من الشركات المصنعة في مواقع مختلفة، مثلًا، حافلة أورسوس لوبلين.[27] قدمت شركة سولاريس باس آند كوتش حافلاتها الكهربائية الهيدروجينية أوربينو 12 في عام 2019. طُلبت العشرات منها ومن المتوقع أن تُسلم بين عامي 2020 و2021.[28]

الترامات والقطارات[عدل]

في مارس 2015، أطلقت عرضت شركة الصين للسكك الحديدية الجنوبية (سي إس آر) أول ترام في العالم يعمل بخلايا الوقود الهيدروجينية في منشأة تجميع في تشينغداو. قال كبير المهندسين في شركة سيفانغ التابعة لسي إس آر، ليانغ جيانينغ، أن الشركة تدرس طريقةً لتقليل تكاليف تشغيل الترام.[29] بُنيت مسارات مركبات الترام الجديدة في سبع مدن صينية. خططت الصين لإنفاق 200 مليار يوان (32 مليار دولار) حتى عام 2020 لزيادة طول مسارات الترام إلى أكثر من 1200 ميل.[30]

في عام 2018، بدأ تشغيل قطارات كوراديا آي لنت التي تعمل بخلايا الوقود في شمال ألمانيا؛ تُخزن الطاقة الزائدة في بطاريات ليثيوم أيون.[31]

بدأ اختبار قطار «هيدروفليكس» التجريبي في بريطانيا في يونيو 2019.[32]

السفن[عدل]

اعتبارًا من عام 2019، من غير المناسب استخدام خلايا وقود الهيدروجينة لدفع السفن الكبيرة لمسافات طويلة، ولكنها تزيد المسافة المقطوعة للسفن الكهربائية الصغيرة ذات المدى القصير وذات السرعة المنخفضة، مثل العبّارات.[33] تجري دراسة مزيج الهيدروجين والأمونيا باعتباره وقودًا مناسبًا للمسافات طويلة. [34]

انظر أيضا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ "Toyota Unveils 2015 Fuel Cell Sedan, Will Retail in Japan For Around ¥7 Million". transportevolved.com. 2014-06-25. مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 26 يونيو 2014. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. ^ "A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis" (PDF). iphe.net. مؤرشف (PDF) من الأصل في 15 أكتوبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 15 أبريل 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. أ ب "Honda discontinues hydrogen-fuelled Clarity FCV due to slow sales". June 16, 2021. مؤرشف من الأصل في 28 يوليو 2021. اطلع عليه بتاريخ 29 يوليو 2021. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ International Energy Agency (IEA), Clean Energy Ministerial, and Electric Vehicles Initiative (EVI) (2021-04-29). "Global EV Outlook 2021: Accelerating ambitions despite the pandemic". الوكالة الدولية للطاقة. اطلع عليه بتاريخ 17 مايو 2021. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link) Go to the Global EV Data Explorer tool and choose "EV Stock", "Cars" and "World" for global stock, and "Country" for the country stock.
  5. ^ "Realising the hydrogen economy" نسخة محفوظة 2019-11-05 على موقع واي باك مشين., Power Technology, October 11, 2019
  6. ^ Romm, Joseph. Tesla Trumps Toyota: Why Hydrogen Cars Can’t Compete With Pure Electric Cars" نسخة محفوظة 2014-08-21 على موقع واي باك مشين., ThinkProgress, August 5, 2014.
  7. ^ "Wind-to-Hydrogen Project". Hydrogen and Fuel Cells Research. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy. September 2009. مؤرشف من الأصل في 26 أغسطس 2009. اطلع عليه بتاريخ 07 يناير 2010. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة). See also Energy Department Launches Public-Private Partnership to Deploy Hydrogen Infrastructure نسخة محفوظة 2014-06-07 على موقع واي باك مشين., US Dept. of Energy, accessed November 15, 2014
  8. ^ Berman, Bradley (2013-11-22). "Fuel Cells at Center Stage". نيويورك تايمز. مؤرشف من الأصل في 07 نوفمبر 2014. اطلع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2013. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  9. ^ Davies, Alex (2013-11-22). "Honda Is Working On Hydrogen Technology That Will Generate Power Inside Your Car". The Business Insider. مؤرشف من الأصل في 25 نوفمبر 2013. اطلع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2013. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  10. أ ب Cox, Julian. "Time To Come Clean About Hydrogen Fuel Cell Vehicles" نسخة محفوظة 2014-07-15 على موقع واي باك مشين., CleanTechnica.com, June 4, 2014
  11. ^ Thames & Kosmos kit نسخة محفوظة 2012-07-12 على موقع واي باك مشين., Other educational materials نسخة محفوظة 2009-02-07 على موقع واي باك مشين., and many more demonstration car kits نسخة محفوظة 2007-12-26 على موقع واي باك مشين..
  12. ^ "Global Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicle Market Buoyed as OEMs Will Launch 17 Vehicle Models by 2027, IHS Says". IHS Inc. 4 May 2016. مؤرشف من الأصل في 02 مارس 2021. اطلع عليه بتاريخ 13 مايو 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  13. ^ "The World's First Mass-Production of FCEV". مؤرشف من الأصل في 18 نوفمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  14. ^ "Hyundai ix35 Fuel Cell". Hyundai. مؤرشف من الأصل في 18 نوفمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  15. ^ "Euro NCAP Best in Class 2018 - new award for best performing hybrid & electric car of 2018 | Euro NCAP". www.euroncap.com. مؤرشف من الأصل في 24 يونيو 2019. اطلع عليه بتاريخ 24 يونيو 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  16. ^ "2019 Hyundai Nexo 4-door SUV". IIHS-HLDI crash testing and highway safety. مؤرشف من الأصل في 24 يونيو 2019. اطلع عليه بتاريخ 24 يونيو 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  17. ^ European Sales Of Toyota Mirai To Begin This September نسخة محفوظة 9 مارس 2021 على موقع واي باك مشين.
  18. ^ Voelcker, John. "Decades Of Promises: 'Dude, Where's My Hydrogen Fuel-Cell Car?'" نسخة محفوظة 2021-03-02 على موقع واي باك مشين., Yahoo.com, March 31, 2015
  19. ^ "Toyota to Offer $69,000 Car After Musk Pans 'Fool Cells'". 2014-06-25. مؤرشف من الأصل في 27 يونيو 2014. اطلع عليه بتاريخ 27 يونيو 2014. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  20. ^ Ayre, James. "Toyota To Lose $100,000 On Every Hydrogen FCV Sold?" نسخة محفوظة 2015-01-03 على موقع واي باك مشين., CleanTechnica.com, November 19, 2014; and Blanco, Sebastian. "Bibendum 2014: Former EU President says Toyota could lose 100,000 euros per hydrogen FCV sedan" نسخة محفوظة 2014-11-24 على موقع واي باك مشين., GreenAutoblog.com, November 12, 2014
  21. ^ "Sales, Production, and Export Results for March 2020 | Sales, Production, and Export Results | Profile | Company". مؤرشف من الأصل في 02 مارس 2021. اطلع عليه بتاريخ 11 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  22. ^ Whoriskey, Peter. "The Hydrogen Car Gets Its Fuel Back" نسخة محفوظة 2017-02-26 على موقع واي باك مشين., Washington Post, October 17, 2009
  23. ^ Riversimple plans to lease a vehicle to the public by 2018 "Hydrogen Car You Can Actually Afford" نسخة محفوظة 2016-03-06 على موقع واي باك مشين., TopGear.com
  24. ^ LaMonica, Martin. "Ford, Daimler, and Nissan Commit to Fuel Cells". technologyreview.com. مؤرشف من الأصل في 09 نوفمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 15 أبريل 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  25. ^ Gordon-Bloomfield, Nikki. "Are Hydrogen Fuel Cell Cars Doomed – And Have Electric Cars Won?" نسخة محفوظة 2017-04-06 على موقع واي باك مشين., TransportEvolved.com, April 4, 2017
  26. ^ Williams, Keith. "The Switch from Hydrogen to Electric Vehicles Continues, Now Hyundai Makes the Move", Seeking Alpha, September 1, 2017
  27. ^ "Ursus Lublin". مؤرشف من الأصل في 01 مايو 2017. اطلع عليه بتاريخ 06 أبريل 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  28. ^ "Connexxion orders 20 Solaris hydrogen buses for South Holland" نسخة محفوظة 2020-06-26 على موقع واي باك مشين., Green Car Congress, 15 April 2020
  29. ^ "China Presents the World's First Hydrogen-Fueled Tram". 21 March 2015. مؤرشف من الأصل في 06 سبتمبر 2015. اطلع عليه بتاريخ 06 مايو 2015. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  30. ^ "China's Hydrogen-Powered Future Starts in Trams, Not Cars". March 25, 2015. مؤرشف من الأصل في 25 نوفمبر 2016. اطلع عليه بتاريخ 07 مارس 2017 – عبر www.bloomberg.com. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  31. ^ "Germany launches world's first hydrogen-powered train" نسخة محفوظة 2018-09-17 على موقع واي باك مشين., The Guardian, September 17, 2018
  32. ^ "Hydrogen trains: Are these the eco-friendly trains of the future?". BBC News. June 20, 2019. مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2019. اطلع عليه بتاريخ 12 أغسطس 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  33. ^ "Could fuel cells soon be used in ship propulsion?". Ship Technology. 2019-03-07. مؤرشف من الأصل في 24 يوليو 2019. اطلع عليه بتاريخ 18 يونيو 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  34. ^ Abbasov, Faig (November 2018). "Roadmap to decarbonizing European shipping" (PDF). Transportenvironment.org. مؤرشف (PDF) من الأصل في 25 يونيو 2020. اطلع عليه بتاريخ 18 يونيو 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)