รถยนต์ไฮโดรเจนคืออนาคตของอุตสาหกรรมยานยนต์ รถยนต์ไฮโดรเจนอย่าง Toyota Mirai และ BMW X5 ทำงานอย่างไร?

รถยนต์ไฮโดรเจนยังไม่ได้ครองตำแหน่งที่แข็งแกร่งในตลาด ผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายตัดสินใจที่จะมุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ทั้งหมด งานส่วนใหญ่ยังคงใช้มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์สันดาปภายในหรือเครื่องยนต์ไฮบริดที่ก่อมลพิษน้อยกว่า แม้จะมีการแข่งขันสูง แต่รถยนต์ไฮโดรเจนก็ยังเป็นที่สนใจ สิ่งที่ควรค่าแก่การรู้เกี่ยวกับพวกเขา?

พลังงานไฮโดรเจนทำงานอย่างไร?

ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนคือความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เป็นที่น่าสังเกตว่าเพื่อให้สามารถกำหนดในลักษณะนี้ได้ จำเป็นต้องเคารพหลักการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในกระบวนการผลิตด้วย 

รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนทำงานในลักษณะที่ผลิตกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายรถยนต์ สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยเซลล์เชื้อเพลิงที่ติดตั้งพร้อมถังไฮโดรเจนที่ผลิตกระแสไฟฟ้า แบตเตอรี่ไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ จำเป็นต้องมีอยู่ในระบบเครื่องยนต์ทั้งหมดของรถเช่นในระหว่างการเร่งความเร็ว นอกจากนี้ยังสามารถดูดซับและเก็บพลังงานจลน์ระหว่างการเบรก 

กระบวนการที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์ไฮโดรเจน 

นอกจากนี้ยังคุ้มค่าที่จะค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้นในเครื่องยนต์ไฮโดรเจนของตัวรถเอง เซลล์เชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจน นี่เป็นเพราะกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ ปฏิกิริยานี้เองที่ไฮโดรเจนและออกซิเจนในอากาศทำปฏิกิริยากันเพื่อสร้างน้ำ สิ่งนี้จะสร้างความร้อนและไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า

เซลล์เชื้อเพลิงในรถยนต์ไฮโดรเจน

เซลล์เชื้อเพลิง PEM ใช้ในรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน เป็นเยื่อโพลิเมอร์อิเล็กโทรไลต์ที่แยกไฮโดรเจนและออกซิเจนที่อยู่รอบๆ ขั้วบวกและขั้วลบ เมมเบรนสามารถซึมผ่านได้เฉพาะไฮโดรเจนไอออนเท่านั้น ในขณะเดียวกัน ที่ขั้วบวก โมเลกุลของไฮโดรเจนจะถูกแยกออกเป็นไอออนและอิเล็กตรอน จากนั้นไฮโดรเจนไอออนจะผ่าน EMF ไปยังแคโทด ซึ่งรวมตัวกับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ดังนั้นพวกเขาจึงสร้างน้ำ

ในทางกลับกัน อิเล็กตรอนของไฮโดรเจนไม่สามารถผ่าน EMF ได้ ดังนั้นพวกมันจึงผ่านลวดที่เชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบ ด้วยวิธีนี้ กระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นเพื่อชาร์จแบตเตอรี่รถลากและขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าของรถ

ไฮโดรเจนคืออะไร

ถือเป็นองค์ประกอบที่ง่ายที่สุด เก่าแก่ที่สุด และในขณะเดียวกันก็เป็นองค์ประกอบที่พบได้บ่อยที่สุดในจักรวาลทั้งหมด ไฮโดรเจนไม่มีสีหรือกลิ่นเฉพาะ โดยปกติจะเป็นก๊าซและเบากว่าอากาศ โดยธรรมชาติแล้วจะเกิดขึ้นในรูปแบบที่ผูกมัดเท่านั้น เช่น ในน้ำ

ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง หาได้จากไหน?

องค์ประกอบ H2 ได้มาจากกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส ต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงและอิเล็กโทรไลต์ ด้วยเหตุนี้น้ำจึงถูกแยกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ - ไฮโดรเจนและออกซิเจน ออกซิเจนเกิดขึ้นที่ขั้วบวกและไฮโดรเจนที่ขั้วลบ H2 มักเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการทางเคมี การสังเคราะห์ก๊าซธรรมชาติ หรือการกลั่นน้ำมันดิบ ความต้องการไฮโดรเจนส่วนใหญ่มาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน

ไฮโดรเจนจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน - วัตถุดิบใดจัดอยู่ในกลุ่มนี้?

เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การชี้แจงว่าวัสดุชนิดใดที่สามารถเรียกว่าวัตถุดิบทดแทนได้ เพื่อให้รถยนต์ไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงมีความยั่งยืน เชื้อเพลิงต้องมาจากแหล่งต่างๆ เช่น:

• เซลล์แสงอาทิตย์;
• พลังงานลม;
• พลังงานน้ำ
• พลังงานแสงอาทิตย์
• พลังงานความร้อนใต้พิภพ;
• ชีวมวล

รถยนต์ไฮโดรเจน – Toyota Mirai

Toyota Mirai ปี 2022 และปี 2021 เป็นหนึ่งในรุ่นที่ลูกค้าเลือกบ่อยที่สุด Mirai มีระยะทางสูงสุด 555 กม. และมอเตอร์ไฟฟ้า 134 กิโลวัตต์ที่ด้านหลังของรถ พลังงานถูกสร้างขึ้นจากเซลล์เชื้อเพลิงในรถยนต์ที่อยู่ใต้ฝากระโปรงหน้าของรถ ไฮโดรเจนถูกใช้เป็นพลังงานหลักและเก็บไว้ในถังในอุโมงค์ cardan ใต้ที่นั่งด้านหลัง ถังบรรจุไฮโดรเจน 5,6 กก. ที่ 700 บาร์ การออกแบบของ Toyota Mirai ก็เป็นข้อได้เปรียบเช่นกัน - การออกแบบของรถนั้นไม่ล้ำยุค แต่เป็นแบบคลาสสิก

Mirai เร่งความเร็วได้ถึง 100 กม./ชม. ใน 9,2 วินาที และมีความเร็วสูงสุด 175 กม./ชม.. Toyota Mirai ให้กำลังที่สม่ำเสมอและตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวของผู้ขับขี่ได้เป็นอย่างดี ทั้งการเร่งความเร็วและการเบรก

Hydrogen BMW X5 - รถที่ควรค่าแก่การเอาใจใส่

กลุ่มผลิตภัณฑ์รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนยังรวมถึง SUV ด้วย หนึ่งในนั้นคือ BMW X5 Hydrogen โมเดลในการออกแบบไม่แตกต่างจากเตาเผารุ่นเดียวกัน เฉพาะแผงไฟหรือการออกแบบขอบล้อเท่านั้นที่อาจแตกต่างกัน แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ความไม่สอดคล้องกันที่เห็นได้ชัดเจน ผลิตภัณฑ์ของแบรนด์บาวาเรียมีถังสองถังที่สามารถเก็บก๊าซได้มากถึง 6 กิโลกรัมรวมถึงเซลล์เชื้อเพลิงที่มีความจุสูงถึง 170 แรงม้า ที่น่าสนใจคือ BMW ผนึกกำลังกับโตโยต้า รุ่น X5 ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยีเดียวกับรถยนต์ของ Hydrogen NEXT ผู้ผลิตในเอเชีย 

รถยนต์ไฮโดรเจนเป็นสีเขียวจริงหรือ?

ข้อได้เปรียบหลักของรถยนต์ไฮโดรเจนคือเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นกรณีนี้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตไฮโดรเจนเป็นหลัก ในเวลาที่วิธีหลักในการได้รับเชื้อเพลิงคือการผลิตโดยใช้ก๊าซธรรมชาติ ไฟฟ้าซึ่งโดยตัวมันเองเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปราศจากการปล่อยมลพิษ ไม่ได้ลดมลพิษทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตไฮโดรเจน แม้จะใช้รถเป็นเวลานาน รถไฮโดรเจนสามารถเรียกได้ว่าเป็นสีเขียวทั้งหมดหากพลังงานที่จำเป็นในการขับเคลื่อนนั้นมาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนทั้งหมด ในขณะเดียวกัน รถยนต์ก็ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมอย่างสมบูรณ์ 

รถยนต์ไฮโดรเจน - สรุป

รถยนต์ไฟฟ้ามีระยะทางเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และยังขับสนุกอีกด้วย อย่างไรก็ตาม การเติมเชื้อเพลิงรถยนต์ไฟฟ้าอาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย รถยนต์ที่มีระบบขับเคลื่อนดังกล่าวจะพิสูจน์ตัวเองได้อย่างดีเยี่ยมในบริเวณใกล้เคียงของเมืองใหญ่ เช่น วอร์ซอว์สถานีเติมไฮโดรเจนในประเทศของเรายังมีน้อย แต่สิ่งนี้ควรเปลี่ยนแปลงภายในปี 2030 เมื่อจำนวนสถานีจะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 100 แห่ง ตามข้อมูลของ Orlen