افزایش استفاده از سوخت هیدروژنی

[mim-shimi 25,686]

در یک سلول سوخت، هیدروژن به جای آنکه سوخت باشد یک حامل انرژی است. حامل انرژی یک ماده و یا سیستمی است که انرژی را به شکل قابل استفاده از یک مکان به مکانی دیگر حرکت می دهد. برق، یکی از بهترین حامل های انرژی شناخته شده است که انرژی ذخیره شده در زغال سنگ، اورانیم و دیگر منابع را به نیروگاه ها منتقل می کند و از آنجا نیروی تبدیل شده به منازل و واحدهای فعالیتی انتقال می یابد.

 

پاتریک سرفاس ، رئیس سازمان ملی هیدروژن به America.gov گفت: "هیدروژن توانايی بخش بسیار عالی ای برای فن آوری های انرژی تجدید شونده است. این ماده می تواند با فن آوری های سوخت فسیلی، هسته ای، اتانول و مواد حیاتی– که تماماً سوخت های جایگزین به شمار می آیند، کار کند و به خوبی در فن آوری وسایل نقلیه ترکیبی و با باطری ها و سیستم برقی به کار گرفته شود." a

 

سلول های سوخت می توانند به عنوان مثال، برای ترکیب طبیعت متناوب نیروی انرژی حاصل از باد و خورشید به کار روند و طول عمر متوسط باطری ماشین های برقی را افزایش دهند.

 

چالش و پیشرفت

 

هیدروژن به میزان فراوان در کره زمین یافت می شود ولی فقط به شکل ترکیبی با دیگر عناصر – دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن ترکیب می شود و آب تشکیل می هد (H2O) و هیدروژن در ترکیب با کربن (هیدروکربن) ترکیباتی مانند متان، ذغال سنگ و نفت را به وجود می آورد. محققان در سرتاسر جهان در حال بررسی موانع فن آوری استفاده از این انرژی و دیگر انرژی ها می باشند.

 

جورج سوردراپ ، محقق دولتی و از مقامات وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) به America.gov گفت: "سه چالش عمده در مسیر تولید هیدروژن وجود دارد. اول آنکه چگونه هیدروژنی با هزینه 3 - 2 دلار برای تولید هیدروژن معادل هر گالن بنزین تولید شود؛ مورد دوم ذخیره سازی آن است. چگونه میزان کافی هیدروژن در داخل وسیله نقلیه نگهداری کنیم که بتواند به صورت اقتصادی تا 300 مایل (483 کیلومتر) حرکت نماید؛ و سوم درمورد سلول های سوخت است، که چگونه آنها را به سطحی برسانیم تا به لحاظ هزینه، قابل رقابت با موتورهای بنزینی و قابل دوام باشد." سوردراپ مدیر فن آوری برنامه فن آوری هیدروژن، سلول های سوخت و زیربناها در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدید شونده (NREL) وزارت انرژی ایالات متحده است.

 

هیدروژن می تواند به صورت شیمیائی از سوخت فسیلی هیدروکربن و یا از یک سری منابع تجدید شونده تولید شود. اما برق حاصل از هیدروژن سوخت فسیلی قابل تجدید نیست و گازهای مضر گلخانه ای تولید می کند.

 

در NREL، تمرکز فعالیت گروه هیدروژن بر تولید آن از منابع انرژی تجدید شونده و نحوه انتقال آن، ذخیره هیدروژن، سلول های سوخت و فن آوری معتبر (سیستم های اقتصادی آزمایش)، ایمنی، استانداردها و دستورالعمل ها، و تجزیه و تحلیل ها می باشد.

 

برای مثال، در روندی به نام الکترولیز (عبور جریان برق از آب به منظور شکستن و جدا کردن اتم های هیدروژن و اکسیژن از یکدیگر)، محققان NREL در حال کار بر روی تولید هیدروژن از آب با استفاده از نور خورشید، مواد حیاتی، باد و منابع زنده مانند جلبک ها و باکتری ها هستند.

 

انبار نمودن هیدروژن از مهمترین موانع تجاری شدن می باشد و NREL یکی از سه مراکز برجسته ملی در ایالات متحده است که بر روی مسائل مرتبط با این موضوع، با استفاده از نگرش های متفاوت کار می کند.

 

سوردراپ گفت: "هیدروژن به عنوان عنصری از سوخت ترکیبی برای انرژی پایدار در آینده، دارای قابلیت عظیمی است. هنوز نیز موانعی وجود دارد که باید بر طرف شود، اما ما محققان و مهندسان خوبی در ایالات متحده داریم و ما در حال کار کردن بر روی این مسائل هستیم."

 

در جاده

 

صدها ماشین با سوخت هیدروژنی در جاده در سرسر دنیا در حال حرکت می باشند و حد اقل سه کارخانه – BMW، هوندا و جنرال موتورز— اولین وسیله نقلیه با سوخت هیدروژنی خود را به بازار عرضه کرده اند. سازندگان وسایل نقلیه، ماشین های با سوخت هیدروژنی را، برای آزمایش بیشتر در ضمن رانندگی، در اختیار مصرف کنندگان قرار می دهند. ماشین ها دارای موتورهای هیدروژنی می باشند و یا با سلول سوختی حرکت می کنند.

 

بنا بر اطلاعات DOE، هزینه سلول سوختی در اتومبیل ها از 275 دلار در هر کیلووات ساعت در سال 2002 به 95 دلار در هر کیلووات ساعت در سال 2008 کاهش یافته و پیش بینی می شود تا 60 دلار در سال 2009 تقلیل یابد. هدف رسیدن به 30 دلار در سال 2015 است. سرفاس بیان داشت که هزینه برآورد شده برای یک موتور بنزینی در حدود 50 دلار در هر کیلووات ساعت است.

 

ماشین هیدروژن7 از شرکت BMW، اولین ماشین تولید شده با کیفیت و با سوخت هیدروژنی در دنیا است و شرکت هوندا در این تابستان ماشین های کلاریتی FCX سدان با سلول سوخت هیدروژنی خود را به تعداد معدودی از رانندگان در کالیفرنیای جنوبی – به صورت سه ساله و ماهیانه 600 دلار – در منطقه ای که ایستگاه های عرضه سوخت هیدروژن فعالند و تسهیلات تعمیر و نگهداری ماشین وجود دارد، به عنوان اجاره واگذار کرده اند.

 

در ایالات متحده، برنامه ملی نمایش آموزشی سوخت هیدروژن وابسته به DOE، که داری 70 ماشین هیدروژنی است، یک برنامه مشارکتی بین دولت و صنایع است که برای آزمایش، نمایش و تائید نمودن ماشین های با سلول سوخت هیدروژنی و ایستگاه های عرضه سوخت می باشد.

 

سرفاس اظهار داشت، بسیاری از کشورها از جمله ایالات متحده، کانادا و کشورهائی در آسیا و اروپا دارای برنامه های قوی برای تولید ماشین های با سوخت هیدروژن هستند.

 

وی افزود وزارت انرژی، سازندگان ماشین و سازمان ملی هیدروژن می گویند که مصرف کنندگان باید منتظر باشند که ماشین های هیدروژنی را در نمایشگاه اتومبیل سال 2020 ببینند، "هرچند حداقل چندین تولید کننده ماشین می گویند که ماشین های با سوخت هیدروژنی آنان برای اوایل سال 2012 آماده خواهد بود."

 

درخواست های موجود و رو به رشد برای سلول های سوختی که هم اکنون در برخی از بازارها با قیمت های ارزان عرضه می شود، برای استفاده در نیروی پشتیبانی اضطراری برای برج های تلفن همراه و تسهیلات اضطراری، بالابرها و یا کامیون های مخصوص حمل مواد، تمامی وسایل نقلیه فرودگاه ها، و سیستم های تزریق هیدروژن برای کامیون ها وجود دارد که می تواند 10 درصد هزینه سوخت را صرفه جوئی نماید.