مقدمه
با افزایش تحرکات برای توسعه حمل‌ونقل پایدار، اهمیت هیدروژن به‌عنوان یک جایگزین بالقوه برای باتری‌ها نمایان‌تر شده است. درحالی‌که دولت‌ها به هر دری می‌زنند تا میزان انتشار کربن را کاهش دهند، هیدروژن این پتانسیل را دارد که در نقش یک منبع انرژی پاک و کارآمد ظاهر شود. شرکت‌هایی مانند هوندا و تویوتا هم سرمایه‌گذاری عظیمی در این بخش کرده‌اند.
تاکنون بخش عمده سرمایه‌گذاری‌ها، روی پیل‌های سوختی متمرکز بوده است؛ اما موتورهای احتراق هیدروژنی هم قابلیت به صفر رساندن انتشار گازهای گلخانه‌‌ای را دارند. حاصل احتراق هیدروژن درون موتور، ماده بی‌خطری همچون بخار آب است که گاهی با اکسید نیتروس همراهی می‌شود؛ همین هم آن را به گزینه‌ای جذاب برای جایگزینی با موتورهای احتراقی آلاینده سنتی تبدیل می‌کند. از تلاش برای به حداکثر رساندن کارایی احتراق در موتورهای هیدروژنی تا نوآوری‌هایی مانند ابداع تکنیک‌های تزریق مستقیم سوخت و سوپر شارژ، ببینید چه کمپانی‌هایی بیشترین سرمایه‌گذاری را در این بخش کرده‌اند.
شرکت ژاپنی تویوتا
این کمپانی به‌دفعات تعهد خود برای ارائه راهکارهای حمل‌ونقل سازگار با محیط‌زیست را نشان داده و یکی از مظاهر آن، کار روی فناوری موتورهای احتراق هیدروژنی است. دو محصول تویوتا که از این فناوری بهره می‌برند، جی‌آر کرولا H2 و جی‌آر یاریس H2 نام دارند؛ مجهز به یک موتور سه سیلندر ۱.۶ لیتری توربو که از سیستم تزریق مستقیم هیدروژن پرفشار استفاده می‌کند. خودروساز ژاپنی حتی برای تسریع در روند تولید و تکامل این ماشین‌ها، در مسابقات اتومبیل‌رانی Super Taikyu ژاپن هم شرکت کرد. طی این روند، توانست قدرت احتراق را تا ۲۴ درصد، گشتاور را تا ۳۰ درصد و برد خودروها را نیز تا ۳۰ درصد افزایش دهد. زمان موردنیاز برای سوخت‌گیری را هم از ۵ دقیقه به ۹۰ ثانیه رساند.
شرکت ژاپنی هوندا
هوندا در ابتدا با دیده تردید به موضوع استفاده از موتورهای احتراق هیدروژنی در خودروها می‌نگریست؛ ولی باتوجه‌به پیشرفت‌های اخیر در این حوزه، تغییر موضع داده است. این کمپانی به طور فعالانه‌ای وارد یک پروژه مشترک موسوم به HySE شده که هدف آن، بررسی پتانسیل این نوع موتورها برای به‌کارگیری در وسایل نقلیه کوچک است. سایر اعضای این پروژه مشترک را تویوتا، کاوازاکی، سوزوکی و یاماها تشکیل می‌دهند. طی این همکاری، خودروسازان با عبور از چالش‌های سوارکردن موتور هیدروژنی، باک و سایر قطعات لازم روی شاسی استاندارد T3، یک ماشین همه‌جارو به نام HySE-X1 را ساختند. این خودرو با تجهیز به یک موتور سوپر شارژ چهارسیلندر ۱.۶ لیتری، در بخش Mission 1000 رالی داکار ۲۰۲۴ هم نام‌نویسی کرد. فعالیت‌های تحقیقاتی ائتلاف HySE در این زمینه، همچنان ادامه دارد.
شرکت آلمانی بوش
بوش که با بیش از ۴۰ سال سابقه، یکی از پیش‌گامان فناوری پیشرانه‌های هیبریدی است، اخیراً برای ورود به عرصه موتورهای احتراق هیدروژنی دورخیز کرد. کمپانی آلمانی درحال‌توسعه یک سیستم فراگیر است که شامل یک انژکتور سوخت هیدروژن، ریل تزریق هیدروژن، رگولاتور فشار الکترونیکی و واحد کنترل موتور الکترونیکی می‌شود. برای تسهیل روند توسعه تکنولوژی، بوش در سال ۲۰۲۳ به همکاری با کمپانی Ligier Automotive روی آورد تا نمونه آزمایشی یک خودروی هیدروژنی را بر پایه ماشین مسابقه‌ای Ligier JS2 R بسازد. این پروتوتایپ، به یک موتور هیدروژنی بای‌توربو ۳ لیتری تجهیز شده که قادر به تولید ۵۶۳ اسب بخار قدرت و ۶۵۰ نیوتن متر گشتاور است.
شرکت آمریکایی کامینز
سال ۲۰۲۲ در نمایشگاه ACT Expo کالیفرنیا، کمپانی Cummins از یک موتور هیدروژنی ۱۵ لیتری رونمایی کرد. این انجین، راهکار ابداعی کامینز برای حمل‌ونقل پایدار و ساخته شده بر اساس پلتفرم fuel-agnostic کمپانی است؛ پلتفرمی که روی موتورهایی با سوخت‌های مختلف و قطعات مشترک فراوان برای حداکثر تطبیق‌پذیری و سازگاری، تمرکز دارد. طبق برنامه زمان‌بندی شده، این موتور ۱۵ لیتری باید در سال ۲۰۲۷ به تولید کامل برسد؛ اما از همین حالا هم با رسیدن به ۲۹۰ اسب بخار قدرت و ۱۱۰۰ نیوتن متر گشتاور، درخشان ظاهر شده است. علاوه‌برآن، کامینز قصد ساختن یک موتور هیدروژنی ۶.۷ لیتری را هم دارد تا نشان دهد برای ارائه راهکارهای متنوع در این زمینه، متعهد است.
شرکت مراکشی نم‌ایکس
کمپانی NamX یک استارتاپ پیشتاز در حیطه خودروهای هیدروژنی است. اولین محصول این شرکت، یک SUV بود که با تجهیز به موتور احتراق داخلی هیدروژنی V8 ساخته و HUV (مخفف Hydrogen Utility Vehicle) نام‌گذاری شد. نم‌اکس آن را یک خودروی الکتریکی پیل سوختی (FCEV) با مخازن هیدروژن قابل‌تعویض معرفی کرده است که بیش از ۸۰۰ کیلومتر برد دارد. تولید این مدل که توسط شرکت ایتالیایی پینین‌فارینا طراحی شد، رویکردی نوآورانه در بازار نوظهور ماشین‌های هیدروژنی بود.
شرکت آلمانی دایملر
دایملر هم در حال تست نمونه اولیه یک کامیون یونیماگ با موتور احتراق هیدروژنی است. این آزمایش‌ها، در دمای پایین و توپوگرافی خواسته شده انجام می‌گیرد تا پتانسیل این نوع خودروها برای تبدیل‌شدن به جایگزین یا مکمل مدل‌های الکتریکی و پیل سوختی، بهتر سنجیده شود. این پروژه در سال ۲۰۲۱ با حمایت وزارت امور اقتصادی و اقدامات اقلیمی آلمان و سرمایه‌گذاری ۱۸ نهاد و شرکت مختلف از بخش‌های صنعتی و علمی کشور راه‌اندازی شد. پروتوتایپ دایلمر، دارای مخازن پرفشار با گنجایش ۱۴ کیلوگرم هیدروژن است. موتور هیدروژنی آن، آب را به‌صورت بخار از طریق سیستم اگزوز خارج می‌کند. خروجی این موتور، قدرتی معادل ۲۹۰ اسب بخار است و خیلی کم‌صداتر از هماورد دیزلی خودکار می‌کند.
شرکت آلمانی ام‌آ‌ان
کمپانی MAN (مان یا ام‌آ‌ان) که در زمینه تولید خودروها و انجین‌های تجاری فعالیت دارد، باتکیه‌بر سابقه غنی خود، موتور احتراق هیدروژنی H4576 را در اگریتکنیکا ۲۰۲۳ به نمایش گذاشت. این انجین بر پایه موتور دیزلی D3876 طراحی شده و ۸۰ درصد قطعات آن‌ها مشترک است. البته MAN H4576 در قیاس با نمونه دیزلی، بزرگ‌تر بوده (۱۶.۸ لیتر در قیاس با ۱۵.۳ لیتر) و ۵۰۰ اسب بخار قدرت دارد. این خودروساز از موتور دیزلی D3876 در کامیون آینده‌نگرانه PistenBully 800 استفاده کرده؛ کامیونی که فضای خالی برای مخازن هیدروژن هم دارد و به‌راحتی موتور هیدروژنی H4576 در آن قابل جای‌گذاری است. مان در استفاده از سوخت‌های دیگری نظیر HVO به‌صورت قرینه با هیدروژن نیز تبحر دارد و انجین ۱۲ سیلندر MAN D2862 با سوخت دوگانه که در کشتی Hydrocat 48 به‌کارگیری شده، نمونه‌ای از آن است.
شرکت سوئدی ولوو
گروه صنعتی ولوو هم‌اکنون روی پروژه جاه‌طلبانه‌ای کار می‌کند که هدف آن، تولید انواع وسایل نقلیه مناسب برای حمل‌ونقل پایدار تا سال ۲۰۴۰ است. برای تجهیز کامیون‌ها و خودروهای تجاری، این کمپانی سرمایه‌گذاری هنگفتی روی فناوری هیدروژنی کرده است؛ هم استفاده از هیدروژن به‌عنوان یک سوخت تجدید‌پذیر در موتورهای احتراقی و هم کاربرد پیل‌های سوختی! حتی برای محکم‌تر کردن جای پای خود در این صنعت، ولوو با اعطای بورسیه تحصیلی در قالب پروژه VICE، دو دانشجوی مقطع دکترا را برگزیده تا هدایت‌گر تحقیقات هیدروژن – محور کمپانی در دانشگاه‌های لوُند و چالمرز سوئد باشند.
شرکت ژاپنی سوزوکی
از سال ۲۰۰۷ که سوزوکی موتورسیکلت کانسپت Crosscage را رونمایی کرد، در حال کار روی فناوری موتورهای احتراق هیدروژنی بوده است. حتی از سال ۲۰۱۰ به بعد، این کمپانی چند اسکوتر Burgman هیدروژنی را عرضه کرد که از پیل‌های سوختی هیدروژنی برای تغذیه موتورهای الکتریکی خود استفاده می‌کردند. در سال ۲۰۲۳، سوزوکی نسخه‌ای اصلاح شده از اسکوتر Burgman 400 را رونمایی کرد که به‌جای پیل سوختی، موتور احتراق داخلی هیدروژنی داشت. در این پروتوتایپ، فضای زیادی بین محورهای جلو و عقب برای گنجاندن مخازن هیدروژن پیش‌بینی شده است. حضور این کمپانی در پروژه HySE و همکاری با شرکت‌های دیگری مانند تویوتا، هوندا، یاماها و کاوازاکی، تأثیر زیادی در پیشبرد این فناوری برای استفاده در برگمن جدید داشت. تحقیقات سوزوکی برای افزایش کارایی، پرفورمنس و اطمینان‌پذیری انجین‌های مبتنی بر هیدروژن همچنان در جریان است و با تداوم این روند، سوزوکی می‌تواند حرف اول را در صنعت موتورسیکلت‌های هیدروژنی بزند.
شرکت ژاپنی کاوازاکی
کاوازاکی هم از توسعه و تولید پیش‌نمونه موتورهای هیدروژنی، سیستم‌های سوخت‌گیری، شبکه تأمین و مخازن هیدروژن غافل نشده است. به‌عنوان یکی از شرکای پروژه HySE، این کمپانی از یک موتور هیدروژنی چهارسیلندر رونمایی کرده که به طور مبتکرانه‌ای از سوپر شارژر برای احتراق بهینه و پربازده‌تر بهره می‌برد. خودروی آزمایشی مجهز به این موتور، در رالی داکار ۲۰۲۴ تست شد؛ البته با مخازن عظیم هیدروژن که بخش عقب ماشین را کاملاً پرکرده بودند. مشکل اینجاست که هیدروژن مایع در قیاس با بنزین، تراکم انرژی پایین‌تری دارد؛ به همین دلیل خودروهای هیدروژنی برای پیمایش مسافت یکسان، ناگزیر به داشتن مخازن سوخت بسیار بزرگ‌تری هستند. این یعنی تا یافتن راهکار مناسب، خبری از جای خالی در صندوق‌عقب نیست.
دیدگاهتان را بنویسید