آیا هیدروژن می‌تواند موتور های احتراق داخلی را نجات دهد؟

به گزارش پایگاه خبری « عصر خودرو »، این سوخت در بخش هایی مثل خودرو های سنگین اهمیت بیشتری دارد چون این خودرو ها نیاز به برد بالا و توان بیشتر دارند و زیرساخت شارژ الکتریکی هم هنوز پاسخگوی نیاز آنها نیست.

موتور های احتراق داخلی هیدروژنی (H₂ICE) با استفاده از سوخت هیدروژن، عملکردی شبیه به پیشرانه های بنزینی دارند اما با این تفاوت که دی‌اکسید کربن تولید نمی‌کنند. این موتور ها می‌توانند در حالت ultra-lean کار کنند، این یعنی نسبت هوا به سوخت بسیار بالا بوده و همین باعث کاهش قابل توجه تولید اکسید های نیتروژن یا NOₓ می‌شود. از طرفی هیدروژن عدد اکتان بالایی دارد که اجازه استفاده از نسبت تراکم بالاتر و تکنولوژی هایی مانند توربوشارژر را می‌دهد، در نتیجه راندمان و قدرت موتور افزایش پیدا می‌کند.

البته باید گفت چالش های زیادی هم وجود دارند. هرچند احتراق هیدروژن دی‌اکسید کربن تولید نمی‌کند اما در دما های بالا ممکن است باعث تشکیل NOₓ شود که یکی از آلاینده های مهم هوا است. برای مقابله با این مشکل هم نیاز به استفاده از سیستم‌ هایی مثل بازچرخانی گاز اگزوز یا به اختصار EGR و البته کنترل دقیق نسبت سوخت به هوا وجود دارد. مشکل بعدی تولید هیدروژن است چون بیشتر هیدروژن فعلی از منابع فسیلی مثل گاز طبیعی به دست می‌آید و تولید آن به شکل پاک و اقتصادی مثلا از طریق الکترولیز با انرژی تجدیدپذیر هنوز در مقیاس گسترده عملی نشده است.

کاربرد های اصلی H₂ICE در حال حاضر بیشتر در کامیون ها، اتوبوس ها و وسایل نقلیه صنعتی دیده می‌شود. این پیشرانه های هیدروژنی می‌توانند بدون نیاز به زیرساخت جدید سوخت گیری گسترده از پمپ های مشابه گاز طبیعی فشرده استفاده کنند.  هرچند خودرو های الکتریکی نقش کلیدی در آینده حمل و نقل دارند اما موتور های احتراق داخلی هیدروژنی می‌توانند یک گزینه مکمل و مفید مخصوصا در شرایط و بخش های خاص باشند. در صورتی که تولید هیدروژن سبز مقرون به صرفه شود و چالش های فنی هم حل شوند، این تکنولوژی می‌تواند آینده‌ای روشن داشته باشد.

چند برند خودرسازی مشهور در بخش توسعه موتور های احتراق داخلی هیدروژنی یا Hydrogen ICE فعالیت می‌کنند که مهم‌ترین آنها تویوتا است. این شرکت با ساخت نسخه هیدروژنی از مدل هایی مثل GR Corolla و شرکت در مسابقات استقامت رانندگی ژاپن به دنبال اثبات قابلیت های هیدروژن به‌عنوان یک سوخت پاک و هیجان‌انگیز است. تویوتا تاکید می‌کند که موتور های هیدروژنی می‌توانند همان حس رانندگی پرهیجان موتور های بنزینی را منتقل کنند بدون اینکه آلایندگی داشته باشند.

شرکت Bosch هم به عنوان یکی از بزرگ‌ترین تامین کنندگان قطعات خودرو جهان در این مسیر سرمایه گذاری کرده است این شرکت باور دارد که می‌تواند با استفاده از تکنولوژی های موجود، موتور های احتراقی را برای مصرف هیدروژن تطبیق دهد و در صنایع حمل‌ و نقل سنگین مثل کامیون ها و اتوبوس ها نقشی کلیدی در کاهش گاز های گلخانه‌ای ایفا کند.

کمپانی Cummins که در تولید پیشرانه های دیزلی شهرت دارد، حالا به سمت هیدروژن رفته و چند نمونه از موتور های احتراق هیدروژنی را توسعه داده است. هدف این شرکت استفاده از پلتفرم پیشرانه های موجود است تا زمان و هزینه توسعه کمتر شده و همزمان عملکرد موتور ها بالا و انتشار آلایندگی کاهش پیدا کند.

کمپانی Volvo Trucks هم از طریق همکاری با شرکت Westport Fuel Systems وارد این صنعت شده و یک پروژه مشترک به نام Cespira را شروع کرده است که روی موتور های هیدروژنی برای کامیون های سنگین تمرکز دارد. هدف ولوو توسعه یک راه حل عملی است که بتواند با حفظ قدرت و برد بالا، آلایندگی را به شدت کاهش و جایگزینی مناسب برای دیزل در ناوگان حمل و نقل سنگین ارائه دهد.

سرمایه گذاری و تلاش این شرکت ها نشان از این است که موتور های احتراقی با سوخت متفاوت و سازگار با محیط زیست مثل هیدروژن هنوز هم می‌توانند در آینده حمل‌ و نقل نقش کلیدی داشته باشند.