کد خبر: ۱۶۷۳۵
تاریخ انتشار: ۲۲ ارديبهشت ۱۳۹۷
نویسنده:  
مرکز فنی جنرال‌موتورز در ایالت میشیگان، در فرهنگ و دولت آمریکا جایگاه ویژه‌ای دارد. این مرکز از سال 1335/ 1956، مرکز بزرگ‌ترین ابداعات مهندسی، از ترمزهای ای‌بی‌اس (ABS) گرفته تا اولین ریزرایانه در خودرو بوده است.
به گزارش خودرونویس؛سال 1345/ 1966 جنرال‌موتورز که از زمان بحران بنزین در آمریکا در نظر داشت سوخت هیدروژنی را جایگزین بنزین کند، توانست اولین وسیله نقلیه با نام الکترو ون را که با پیل سوختی هیدروژنی کار می‌کرد، تولید کند. در این دوران بود که بحث‌هایی درخصوص اقتصاد هیدروژن صورت گرفت و جنرال موتورز به آزمایش‌های خود ادامه داد.

اما از آنجا که قیمت بنزین به ثبات رسیده بود، بهمنظور پیدا کردن راهحلی برای سوخت هیدروژنی که جای بنزین را بگیرد، اقدامات جدی صورت نگرفت. با این حال این مرکز کموبیش در این زمینه فعالیت کرد و پنج دهه بعد به نتایجی دست یافت.

مشکلات فراوان پیشرو

مشکلی که در مورد اقتصاد هیدروژنی وجود دارد این است که این ماده به شکل اولیه خود در جهان هستی به وفور یافت میشود؛ اما روی زمین، به شکل خالص خود بندرت دیده میشود. در حقیقت هیدروژن روی زمین در ترکیب با مواد دیگر وجود دارد و پیش از استفاده باید ابتدا آن را استخراج کنیم. از طرفی بنابه گفته برخی کارشناسان، هیدروژن، وسیلهای برای ذخیرهسازی انرژی است و سوخت محسوب نمیشود. در واقع هیدروژن انرژیهای غیرقابل ذخیرهسازی مانند الکتریسیته را بهشکلی تبدیل میکند که بتوان ذخیره یا جابهجا کرد. از هیدروژن تولید شده به روشهای مختلف میتوان استفاده کرد. میتوان آن را با اکسیژن ترکیب و برای تولید الکتریسیته، درون یک پیل سوختی ذخیره کرد و در هر وسیلهای که به برق نیاز دارد، به کار برد. از سوزاندن هیدروژن میتوان حرارت تولید کرد یا با فشردهسازی آن درون یک حفره، پیستونی را به حرکت درآورد. برای استفاده در کود، آن را به آمونیاک تبدیل کرد یا موتور موشکی را به حرکت واداشت.

هنگام مقایسه هیدروژن و بنزین باید گفت، بنزین را میتوان به صورت مایع در یک فضای بدون فشار ذخیره کرد و البته مانند هیدروژن چندان انفجاری نیست. اما بنزین از نظر شیمیایی، مادهای پیچیده است. بنزین به احتراق کامل نمیرسد و در ضمن محصولات جانبی بسیاری از خود به جای میگذارد و باعث خفه شدن ماشینآلات میشود. این سوخت برای استفاده در خودرو مناسب است؛ اما توربینهای موتور جت به سوختی نیاز دارند که ایمن، پاک و ارزان بوده و در عین حال قدرت بسیاری برای موتور جت فراهم کند. از بنزین میتوان برای سوخت موشک استفاده کرد، اما بهدلیل مشکلاتی که به بار میآورد، مانند محصولات جانبی ناخواسته، استفاده از آن چندان فایدهای ندارد. بنابراین اینجا هیدروژن بهعنوان سوختی مناسب مطرح میشود.

نگاهی به پیچ‌وخم‌های رواج سوخت هیدروژنی

روش هیدروژن 2/0

بهدلیل تغییرات آبوهوا در قرن حاضر، توجهها به سمت اقتصاد هیدروژنی رفته است. در ضمن از آنجا که عبارت اثر کربن هر روز به دلیلی به کار برده میشود، مهندسان بار دیگر به سراغ امکان تولید سوخت پاک هیدروژنی رفتند. تولید پیل سوختی هیدروژنی در دهه 1370/ 1990، جهش بسیاری داشت و همچنین در اولین دهه هزاره فعلی، بسیاری از خودروسازان همچون هوندا، فورد، نیسان در سال 2002 و چند سال بعد، مرسدس و شورولت، نمونههایی از خودروهای با پیل سوختی هیدروژنی تولید کردند. در برخی کشورها نیز مانند استرالیا (شهر پرت)، سرویسهای اتوبوس شهری با استفاده از پیل سوختی، بهصورت آزمایشی آغاز بهکار کرد. اما مشکل مربوط به هزینه درخصوص هیدروژن هنوز به قوت خود باقی است.

هیدروژن ماده اصلی تولید آمونیاک است که برای تولید کود در کشاورزی مدرن ـ که برای تامین غذای کافی به آن وابسته هستیم ـ بهکار میرود. اما درحال حاضر، تولید هیدروژن آن گونه که تصور میکنیم، پاک و با محیطزیست سبز، سازگار نیست. هیدروژن با تبدیل گاز طبیعی به اجزای سازندهاش، گازهای دیاکسیدکربن و هیدورژن تولید میشود. در واقع در برابر هر دو مولکول هیدروژن، یک مولکول دیاکسیدکربن به وجود میآید. این روش تولید رایج هیدروژن، وضعیت گازهای گلخانهای را بدتر میکند. در نتیجه وجود هیدروژن فقط هنگام تولید غذا توجیهشدنی است. اما نمیتوان از آن بهعنوان جایگزین مناسبی برای بنزین و سوخت خودروها یاد کرد.

آب و نور خورشید

استفاده از نور خورشید برای تجزیه آب به مولکولهای تشکیلدهندهاش اکسیژن و هیدروژن، سوخت هیدروژنی پاک و سبزی در اختیارمان قرار میدهد. تولید هیدروژن سبز به مراتب سریعتر از هیدروژن قهوهای است که از سوختهای فسیلی تولید میشود. در ضمن با استفاده از تکنیک نور و آب، میتوان هرکجا و در هر محل که هیدروژن لازم است، تولیدش کرد.

وقتی به تمام فرصتهای خوبی که هیدروژن بهعنوان سوخت میتواند در اختیار انسان قرار دهد، توجه کنیم میتوانیم تلاش متخصصان برای تولید هیدروژن پاک را درک کنیم. محققان دیگر در استرالیا بهطور تصادفی متوجه شدند چگونه میتوانند از هوای مرطوب و بخار آبی که در اتمسفر وجود دارد، هیدروژن تولید کنند. آنها با افزودن مادهای به نام مولیبدن ـ سولفید به رنگ نقاشی ساختمان و ترکیب آن با ذرات اکسیدتیتانیوم توانستند رنگی ابداع کنند که نورخورشید را جذب کرده و با استفاده از انرژی خورشیدی و رطوبت هوا، سوخت هیدروژنی تولید کنند. مولیبدن ـ سولفید، رطوبت هوا را جذب کرده و رنگ نقاشی ساختمان با استفاده از انرژی خورشیدی بویژه نورفرابنفش، آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه میکند. البته این روش مشکلاتی دارد؛ بهطور مثال مولیبدن ـ سولفید بیش از حد توان رنگ نقاشی برای تجزیه، رطوبت جذب میکند و مشکل دیگر یافتن روشی کامل برای جمعآوری هیدروژن تولیدشده است.

محققان غیر از روشهای فوق، تکنیکهای دیگری برای تولید هیدروژن پاک و ذخیرهسازی آن بررسی و مورد آزمایش قرار میدهند و تقریبا همه آنها مطمئن هستند تا 20 سال آینده با تولید هیدروژن میتوان از شر باتریها خلاص شد. لیتیوم و دیگر مواد مورد استفاده در باتریها بهطور کلی خطرناک هستند و استخراج آنها نیز بسیار مخرب است. اما تولید هیدروژن، پاک و آسانتر است. این مسیری است که به نظر میرسد در آیندهای نهچندان دور پیش روی ما خواهد بود.

شروع نویدبخش

جان باکریس، مشاور جنرال موتورز و استاد دانشگاه آدلاید، نظریه اقتصاد هیدروژنی خود را سال 1351/ 1972 تکمیل کرد و در مورد آن چنین توضیح داد که رآکتورهای اتمی روی سکوهای شناور در آب نگهداری میشوند. این رآکتورها برای تولید حرارت به اندازه کافی در عمق آب قرار میگیرند و سپس الکتریسیته تولیدی آنها بهوسیله الکترولیز به اکسیژن و هیدروژن تبدیل میشود. سپس هیدروژن با استفاده از لولهها به ایستگاههای توزیع و بعد به کارخانه و خانهها ارسال میشود.

هیدروژن در محل با استفاده از پیلهای سوختی دوباره به الکتریسیته تبدیل شده و تنها محصول جانبی این فرآیند نیز آب خالص است. سوخت هیدروژنی در زمانی که منابع سوخت فسیلی در حال پایان یافتن هستند و همچنین برای برطرف کردن مشکلات زیستمحیطی دنیا، راهحل مناسبی است.

استفاده دیگری از نانو

خرداد 96، محققان استرالیایی به روش بهتری برای تولید هیدروژن دست یافتند. این محققان الکترودهایی از جنس فوم را با ورقههای فوقالعاده نازک و در حد نانو، مواد پیچیده فلز-آلی متخلخل را روکش کردند و هر زمانکه جریان برق از این الکترودها عبور میکرد، آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه میکرد. از طرفی محققان دانشگاه رایس در تگزاس با بهکارگیری گرافن تحریکشده با لیزر به تجزیه آب پرداختند.

تولید هیدروژن پاک

فرض کنید بتوان با استفاده از سیستم کاتالیزوری و برق تولید شده از انرژی باد یا خورشید، آب را به اکسیژن و هیدروژن که در این حالت کاملا تجدیدپذیر باشد، تبدیل کرد. این هیدروژن وقتی در پیل سوختی به کار برده شود، بدون تولید هیچ نوع آلودگی دوباره به آب تبدیل میشود. در واقع آب به اجزای تشکیلدهنده خود، یعنی هیدروژن و اکسیژن تبدیل شده و سپس هیدروژن و اکسیژن به شکل اولیه خود، یعنی آب درمیآید. اما در این حالت روش ذخیره هیدروژن مطرح میشود و این که چگونه میتوان هیدروژن تولید شده از مزارع باتری ـ مانند آنچه تسلا اکنون در حال ساخت در جنوب استرالیاست ـ ذخیره کرد. درحقیقت انرژی اضافی تولید شده را نمیتوان ذخیرهکرد و هرگاه هیدروژن زیادی تولید شود، هدر میرود و نمیتوان آن را برای زمانی حفظ کرد که بار انرژی کم است. البته تسلا استفاده از تسهیلات تلمبهای ذخیرهای را بهعنوان راه حل ارائه میکند. در این روش، از برق مازاد بهمنظور حرکت دادن آب به سطحی بالاتر استفاده میشود و هر زمان برق لازم بود، با سامانه هیدروالکتریسیته (برق ـ آبی)، آب به سطح قبلی برگردانده میشود.

حتی با وجود این نوع سیستم، این نوع ذخیرهسازیها بویژه در زمینه حملونقل محدودیت دارند. برق تولیدی به شبکه وابسته است و نمیتوان آن را در سیستمهای غیرشبکهای استفاده کرد و در واقع در مدار بستهای قرار دارد.

اما هیدروژن را میتوان از شبکهای که در آن تولید میشود، جابهجا کرد و به جایی که نیاز است، انتقال داد. میتوان تولید اضافی را ذخیره کرد و تا وقتی به شارژ دوباره نیاز داشته باشد (مثلا ماهها و حتی سالها) آن شبکه را شارژ کرد. با استفاده از سیستم هیدروژنی میتوان تمام برق تلفشده را دوباره به هیدروژن تبدیل و ذخیره کرد و به فروش رساند. اگرچه کارشناسان در زمینه تولید و ذخیره انرژی شکست خوردهاند، اما اکنون با جدیت بیشتری به این مقوله توجه میکنند تا تکنیکهای بهتری برای تولید هیدروژن بیابند.

منبع: جام جم

شرایط فروش خبر
تلگرام
عناوین دیگر
نظر شما
نام:
ایمیل:
* نظر:
کار و تجاری
کار و تجاری
بیسو با دو محصول در ایران استارت می زند+قیمت
با اولین بخشنامه پیش فروش از هفته آینده

بیسو با دو محصول در ایران استارت می زند+قیمت

نام خبرنگار: احمد بروغنی
تیگو 7 جدید با 18 تغییر پیش‌فروش می‌شود
با حضور خبرنگاران و مدیران چری معرفی شد

تیگو 7 جدید با 18 تغییر پیش‌فروش می‌شود

نام خبرنگار: آرش راهبر
«رهام» محصول جدید سایپا معرفی شد+مشخصات فنی
همزمان با هفدهمین نمایشگاه خودرو شیراز

«رهام» محصول جدید سایپا معرفی شد+مشخصات فنی

جی.ای.سی S7 سوغات پاییزی کرمان موتور
در راستای افزایش تنوع محصولات صورت گرفت

جی.ای.سی S7 سوغات پاییزی کرمان موتور

نام خبرنگار: یحیی دادگر
جک J4، تازه وارد سدان‌های ارزان قیمت ایران
نوبرانه بهاری کرمان موتور

جک J4، تازه وارد سدان‌های ارزان قیمت ایران

نام خبرنگار: یحیی دادگر
هاچ‌بک پرآوازه آلمانی در راه ایران است
گلف GTI، به زودی در خیابان‌ها

هاچ‌بک پرآوازه آلمانی در راه ایران است

نام خبرنگار: یحیی دادگر
فورد موستانگ شلبی GT500 رونمایی شد + ویدیو و تصاویر
قدرتمندترین نمونه تولید شده در تاریخ

فورد موستانگ شلبی GT500 رونمایی شد + ویدیو و تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
نسخه جدید فولکس پاسات آمریکا رونمایی شد + تصاویر
در دیترویت صورت گرفت

نسخه جدید فولکس پاسات آمریکا رونمایی شد + تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
سوپرا از باواریا آمد! + تصاویر
در نمایشگاه دیترویت رونمایی شد

سوپرا از باواریا آمد! + تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
نسخه ترک ادیشن لکسوس RC F رونمایی شد+ تصاویر
در کنار مدل فیس لیفت در دیترویت حضور یافت

نسخه ترک ادیشن لکسوس RC F رونمایی شد+ تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
نسخه فیس لیفت لکسوس RC F از راه رسید
در نمایشگاه دیترویت رونمایی شد

نسخه فیس لیفت لکسوس RC F از راه رسید

نام خبرنگار: یحیی دادگر
نسل جدید رم HD رونمایی شد + تصاویر
قدرتمندترین پیکاپ جان سخت با گشتاور 1360 نیوتن‌متر

نسل جدید رم HD رونمایی شد + تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
کادیلاک XT6 رونمایی شد + تصاویر
گروه قد بلندها تکمیل شد

کادیلاک XT6 رونمایی شد + تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
یک روز پرفشار المپیکی
اولین تست چری آریزو 6 در پیست آزادی برگزار شد

یک روز پرفشار المپیکی

نام خبرنگار: آرش راهبر
خسته نباشی سامورایی
آزمایش بلند مدتِ نیسان ایکس تریل 2017

خسته نباشی سامورایی

نام خبرنگار: رضا صفرآبادی فراهانی
ناگهان، چهل سال قبل
تقابل پهلوان های قدیمی، شورولت بلیزر و فورد برانکو

ناگهان، چهل سال قبل

نام خبرنگار: یحیی دادگر
سوغات تایوان
تجربه رانندگی با لوکسژن S3

سوغات تایوان

نام خبرنگار: یحیی دادگر
"تیک‌آف" مثل برق و باد +ویدیو +تصاویر
نقد و بررسی اولین خودروی الکتریکی BYD در ایران

"تیک‌آف" مثل برق و باد +ویدیو +تصاویر

نام خبرنگار: آرش راهبر- یحیی دادگر
«تیک‌آف» با نخستین هاوال در ایران+ ویدیو+ تصاویر
آغاز ویدیو تست‌های خودرونویس با یک محصول جدید

«تیک‌آف» با نخستین هاوال در ایران+ ویدیو+ تصاویر

نام خبرنگار: آرش راهبر-یحیی دادگر
کشنده طلسم
نخستین تجربه رانندگی با فولکس‌واگن پاسات 2018 در ایران

کشنده طلسم

نام خبرنگار: ارشیا عباسی
پورشه کیمن GT4 کلاب اسپرت از رسید + تصاویر
پیشکشی برای حرفه‌ای‌ها و آماتورها

پورشه کیمن GT4 کلاب اسپرت از رسید + تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
بازگشت 530 MLE به دوران درخشش
سایت آفریقای جنوبی ‌ب‌ام‌و در پی احیای یک اسطوره

بازگشت 530 MLE به دوران درخشش

نام خبرنگار: یحیی دادگر
تاجگذاری همیلتون در شب سرخوشی رایکونن
مراسم ویژه FIA برای قهرمانان اتومبیلرانی در سال 2018

تاجگذاری همیلتون در شب سرخوشی رایکونن

نام خبرنگار: آرش راهبر
فروش خوب کتاب شعر رایکونن
هنرهای پنهان مرد یخی

فروش خوب کتاب شعر رایکونن

نام خبرنگار: آرش راهبر
یاماها به همیلتون رکاب نداد
حادثه برای قهرمان فرمول یک

یاماها به همیلتون رکاب نداد

نام خبرنگار: آرش راهبر
وقتی که پورشه نیازمند تنها 100 مشتری است
اما و اگرها در خصوص تولید نسخه رالی کلاب اسپرت کیمن

وقتی که پورشه نیازمند تنها 100 مشتری است

نام خبرنگار: یحیی دادگر
نسل جدید لیف مسابقه‌ای نیسان رونمایی شد
دو برابر قدرتمندتر نسبت به گذشته

نسل جدید لیف مسابقه‌ای نیسان رونمایی شد

نام خبرنگار: یحیی دادگر
هیجان در برف با استیشنی 523 اسب‌بخاری + تصاویر
باز هم آئودی و ABT و هنرنمایی دیگر

هیجان در برف با استیشنی 523 اسب‌بخاری + تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
جلوه ی دیگری از قدرت سئات لئون کوپرا
صفر تا 100 در 3.4 ثانیه

جلوه ی دیگری از قدرت سئات لئون کوپرا

نام خبرنگار: فاطمه صادقی
پورشه 911 توربو 807 اسب‌بخاری شد
به لطف کیت تقویتی Gemballa

پورشه 911 توربو 807 اسب‌بخاری شد

نام خبرنگار: یحیی دادگر
کمپری غول و همه فن حریف از راه رسید + تصاویر
پس از یونیماگ نوبت به زتروس رسید

کمپری غول و همه فن حریف از راه رسید + تصاویر

نام خبرنگار: یحیی دادگر
تبدیل مرسدس ایکس کلاس به کمپری 200 هزار دلاری
توسط Matzker صورت گرفت

تبدیل مرسدس ایکس کلاس به کمپری 200 هزار دلاری

نام خبرنگار: یحیی دادگر
گودزیلا هم رژیم می‌گیرد + ویدیو
هر یک کیلوگرم کاهش وزن، 500 دلار!

گودزیلا هم رژیم می‌گیرد + ویدیو

نام خبرنگار: یحیی دادگر
پانامرا هیبریدی گرند توریسمو به دست تک‌آرت سپرده شد
برای افرادی که به 680 اسب‌بخار قانع نیستند

پانامرا هیبریدی گرند توریسمو به دست تک‌آرت سپرده شد

نام خبرنگار: یحیی دادگر
وقتی پینین‌فارینا پیشنهاد هنری فورد را رد کرد!
یک یادآوری تاریخی جالب

وقتی پینین‌فارینا پیشنهاد هنری فورد را رد کرد!

نام خبرنگار: مصطفی محدث
نام لوتوس الیز از کجا گرفته شده است؟
با ریشه اسم یک محصول آشنا شوید

نام لوتوس الیز از کجا گرفته شده است؟

نام خبرنگار: مصطفی محدث
موتور وسط، چهار توربو و دوازده سیلندر!
کانسپت‌هایی که فراموش کردیم (11): کرایسلر می فور-توئلو

موتور وسط، چهار توربو و دوازده سیلندر!

نام خبرنگار: مصطفی محدث
بنتلی مولسان W.O ادیشن رونمایی شد
به مناسبت سالگرد 100 سالگی

بنتلی مولسان W.O ادیشن رونمایی شد

نام خبرنگار: یحیی دادگر
تاریخ‌نویس/ تولید اولین خودروی دیماکسیون
12 جولای 1933

تاریخ‌نویس/ تولید اولین خودروی دیماکسیون

نام خبرنگار: مصطفی محدث
تاریخ‌نویس/ پایان جنگ حقوقی 8 ساله سوزوکی
8 جولای 2004

تاریخ‌نویس/ پایان جنگ حقوقی 8 ساله سوزوکی

نام خبرنگار: مصطفی محدث
دارنده 9 رکورد جهانی
کانسپت‌هایی که فراموش کردیم (10): ب‌ام‌و H2R

دارنده 9 رکورد جهانی

نام خبرنگار: مصطفی محدث
کار و تجاری
کار و تجاری
کار و تجاری