حامل سوختی آینده جهان

گروه تاسیسات: هیدروژن یکی از عناصری است که در سطح زمین به وفور یافت می شود. این عنصر در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد و آن را می توان توسط روش های مختلف از سایر عناصر ترکیبی به دست آورد. این عنصر مطرح ترین گزینه برای حامل های سوخت آینده دنیاست؛ از جمله ویژگی هایی که هیدروژن را از سایر گزینه های سوختی متمایز می کند می توان به فراوانی، انتشار بسیار ناچیز آلاینده ها، برگشت پذیر بودن چرخه تولید، و کاهش اثرات گلخانه ای آن اشاره کرد. مزایا و معایب استفاده از انرژی هیدروژنی مزیت اصلی استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت آن است که پس از احتراق محصول تولید شده بخار، آب واکسید نیتروژن است. میزان حرارت تولید شده هیدروژن در واحد وزن آن از هر سوختی بیشتر است و یک گزینه خوب سوختی محسوب می شود. علاوه بر این مزایا عنصری است که می توان آن را توسط خط لوله انتقال داد و جابه جا کرد، البته معایبی هم دارد که به تأخیر تکنولوژی استفاده از این عنصر بازمی گردد. مهمترین این عیب، شکل طبیعی آن است که در دمای محیط به سرعت از حالت مایع به گاز تبدیل می شود، به همین دلیل برای مایع کردن باید دمای آن را تا °C 253 –پایین آورد که در نتیجه دانسیته آن بسیار پایین می آید، مشکل دیگر نفوذپذیری زیاد و قابلیت ترکیبی آن است. این عنصر به سرعت با اکسیژن ترکیب می شود و خاصیت سوختی خود را از دست می دهد، همچنین در مقایسه با سوخت های فسیلی ارزش حرارتی کمتری دارد به گونه ای که 32 درصد ارزش حرارتی گاز متان ظرفیت دارد. پیل سوختی چیست؟ پیل سوختی یک سیستم الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی سوخت را مستقیماً به انرژی الکتریکیتبدیل می کند. اولین کاربرد تجاری پیل سوختی به فعالیت های مربوط به ناسا بازمی گردد که با رد گزینه های موجود مانند باتری (به علت سنگینی) انرژی خورشیدی (به علت گران بودن) و انرژی هسته ای (به علت ریسک بالا) پیل سوختی را انتخاب کرده اند و در یک برنامه فضایی از آن استفاده می شود. تلاش ها در این زمینه ادامه داشت تا سال 1993 که اولین محصول تجاری برای تأمین نیروی محرکه خودرو توسط شرکت بلارد ارائه شد. هم اکنون در نتیجه تلاش ها و تحقیقاتی که به ویژه از دهه 60 میلادی مستمراً ادامه داشته، انواعی از پیل سوختی تولید شده است که هر کدام از آن ها مزایا و معایب خود را دارند. این بیل ها به این ترتیب تقسیم بندی می شوند: پیل سوختی پلیمری، پیل سوختی قلیایی، پیل سوختی اسید فسفریک، پیل سوختی کربنات مذاب، پیل سوختی اکسید جامد و پیل سوختی متانولی. فن آوری پیل سوختی در جهان با توجه به مزیت های فراوان در مقابل معایب اندک پیل سوختی، بسیاری از کشورها با حمایت سازمان ملل دست به مطالعه و اجرای طرح استفاده از اتوبوس پیل سوختی زده اند؛ با مقایسه انواع فناوری ها نظیر اتوبوس پیل سوختی، اتوبوس گازسوزCNG) وLNG ) و اتوبوس برقی، طرح اتوبوس پیل سوختی در کشورهای مختلف به لحاظ افزایش بازده، کاهش مصرف سوخت و کاهش هزینه تعمیرات و نگهداری، به عنوان برترین گزینه انتخاب شده است. به منظور تحقیق و توسعه در زمینه خودروهایی با نیروی محرکه پیل سوختی، خودروسازان بزرگ دنیا به سرمایه گذاری های کلان و تدوین برنامه های درازمدت و عقد قرارداد همکاری با یکدیگر دست زده اند که در نتیجه رقابت بین المللی شدیدی در این زمینه به وجود آمده است؛ از جمله می توان به شرکت های آلمانی، آمریکایی و ژاپنی در حال آزمایش خودروهای پیل سوختی اشاره کرد که بر همین مبنا پتانسیل سرمایه گذاری بسیار موفقی در پیش روست. طی چند سال گذشته سرمایه گذاری های بزرگی در زمینه توسعه خودروهای پیل سوختی در کشورهایمختلف صنعتی صورت گرفته که تاکنون بیش از 2 میلیارد دلار صرف توسعه و تجاری شدن خودروی پیل سوختی شده است.مؤسسات بزرگ صنعتی و شرکت های کوچک دارای فن آوری های بالا سعی در بهینه سازی کار آیی این سیستم و کاهش قیمت ها دارند؛ اما تحقق این امر نیاز به زمان دارد و انتظار می رود این فن آوری بتواند به اهداف اقتصادی لازم برای موفقیت تجاری دست یابد. توانمندی های پیل سوختی به عنوان یک منبع انرژی قابل اطمینان و هیدروژن به عنوان سوختی که می توان آن را از منابع تجدید پذیر یا تجدید ناپذیر به دست آورد، سبب شده تا پیل سوختی از ارزش استراتژیک فوق العاده برخوردار گردد که بر اساس آمار و در بین کشورهای جهان، آمریکا با 380 نیروگاه پیل سوختی پیشگام است و پس از آن با اختلاف زیادی کانادا با 21، انگلیس با 20 و آلمان و فرانسه هر کدام با 15 نیروگاه گام هایی برداشته اند. جایگاه ایران کشور ایران از یک سو با دورنمای پایان پذیر منابع نفتی و مشکل بالا بودن مصرف سرانه سوخت، و از سوی دیگر با معضل آلودگی هوا در شهرهای بزرگ کشور رو به روست؛ بر این اساس مراکز تحقیقاتی و علمی کشور پروژه های مختلفی در زمینه انواع نیروی محرکه مورد نیاز خودروهای برقی، خصوصاً بیل های سوختی را آغاز کرده اند. همچنین در دی ماه 1380 با همکاری وزارت نیرو و دفتر همکاری های فناوری های ریاست جمهوری، میزگرد تعیین راهکارهای تحقیق و توسعه فناوری پیل سوختی در کشور برگزار شد. بر اساس نتایج این میزگرد ضرورت ایجاد اجماع مابین فعالان این حوزه در کشور، و نیز تشکیل کمیته راهبردی پیل سوختی مورد تایید قرار گرفت. اهداف این کمیته در یک مسیر 3 مرحله ای، ابتدا "مطالعات جذابیت پیل سوختی برای کشور" (ارزیابی جذابیت پیل سوختی)، سپس "تدوین استراتژی توسعه تکنولوژی پیل سوختی" و در نهایت "ارائه راهکارهای پیاده سازی برای تحقق استراتژی ها را در دستور کار قرار داد. نتیجه این مطالعات و کوشش ها در این مدت فعالیت هایی در حوزه انرژی هیدروژنی و پیل سوختی است که چندین مورد نصب و اجرا برای اتصال به شبکه برق کشور و همچنین انجام مطالعات برای ساخت پیل سوختی از آن جمله است.