هیدروژن، راهکاری برای کاهش مصرف سوخت

امروزه مصرف سوخت یکی از فاکتورهای اصلی در انتخاب هر خودرویی محسوب می‌گردد. همچنین برای بسیاری قدرت موتور نیز جزو اولویت‌های انتخاب یک خودرو است. اما همه نمی‌توانند خودروی پرقدرت یا کم‌مصرف با آخرین فنّاوری روز را خریداری نمایند.

هیدروژن امروزه عنصری شناخته‌شده در بحث حمل‌ونقل است و خودروهای هیدروژن سوز با پیل‌های سوختی گران‌قیمتشان چند سالی است که به بازار عرضه شده‌اند.
اما این تنها راه استفاده از این عنصر سبک وزن نیست.

بگذارید اول مزایای استفاده از عنصر شماره یک جدول مندلیف را شرح دهیم. همه می‌دانیم که با سوختن هیدروژن ماده آلاینده‌ای تولید نمی‌گردد و تنها ماده تولید شده بخار آب است. اما شاید همه ندانند که سرعت سوختن هیدروژن حدود 6 تا 15 برابر بیشتر از بنزین است. (3 تا 6 سانتی‌متر بر دقیقه در مقابل 0.2 تا 0.9 سانتی‌متر بر دقیقه)
درنتیجه موتورهایی که از هیدروژن استفاده می‌کنند به سیکل ایده‌آل ترمودینامیکی نزدیک‌ترند و بهره‌وری بیشتری دارند. هیدروژن در محدوده وسیع قابل اشتعال است، یعنی در مقایسه با دیگر سوخت‌ها با نسبت سوخت به هوای متفاوتی قابل اشتعال است به زبان دیگر هیدروژن در بازه غلظت 4% تا 75% حجمی قابل اشتعال است.

هیدروژن برای مشتعل شدن به انرژی کمی نیاز دارد به‌طوری‌که با جرقه‌ای کوچک مشتعل می‌گردد.
هیدروژن دمای خودسوزی بالایی برابر با 536 درجه سانتی‌گراد دارد (دمایی که ماده بدون محرک خارجی همچون جرقه و با افزایش دما خودبه‌خود مشتعل می‌گردد.) به زبان دیگر اکتان هیدروژن بالاست. که در خودروهای با نسبت تراکم بالا مزیت مهمی برای سوخت محسوب می‌گردد. (دمای خودآتش گیری چند سوخت: دیزل: 210، بنزین:246 تا 280، بوتان: 405، اتانول 365)

ضخامت لایه خاموش شدن هیدروژن کم است. به زبان دیگر شعله‌های هیدروژن نسبت به سوخت‌های دیگر قبل از خاموش شدن به دیواره سیلندر نزدیک‌تر می‌شوند؛ بنابراین هیدروژن دیرتر خاموش می‌شود.
ضریب پخش هیدروژن نسبت به سوخت‌های دیگر بسیار بیشتر است. و این مزیت بزرگی است؛ زیرا اولاً مخلوط سوخت و هوای یکنواخت‌تری را تشکیل می‌دهد. ثانیاً اگر نشت هیدروژن اتفاق بیفتد خطر انفجار بسیار کم خواهد بود.
تا اینجا از مزایای هیدروژن گفتیم اما هیدروژن بی‌عیب نیست. هیدروژن چگالی کمی دارد درنتیجه ذخیره آن برای محدوده حرکتی مناسب کار سختی است. همچنین چگالی انرژی کمی دارد؛ درنتیجه قدرت خروجی موتوری که از آن استفاده می‌کند کم می‌شود.

حال چگونه مصرف سوخت با استفاده از هیدروژن کم می‌گردد؟

شرکت‌های مختلفی در دنیا وجود دارند که کیت‌های برق‌کافت آب (تجزیه آب به عناصر تشکیل‌دهنده، هیدروژن و اکسیژن) را برای نصب روی خودروها به فروش می‌رساند.

فرستادن هیدروژن به همراه بنزین (یا دیگر انواع سوخت) به داخل محفظه احتراق مزایای زیادی به همراه دارد، اگر یادتان باشد گفتم هیدروژن سرعت سوختن بیشتری از بنزین (و انواع دیگر سوخت) دارد. درنتیجه پس از جرقه زدن به‌سرعت محفظه احتراق را پر می‌کند و مخلوط بنزین و هوا به‌صورت یکنواخت‌تر و کامل‌تر می‌سوزد، که این مهم باعث کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌ها، افزایش بهره‌وری و درنتیجه افزایش قدرت موتور نیز می‌گردد.
همچنین دمای بالای سوختن هیدروژن باعث پاک شدن دوده‌های جمع شده در محفظه احتراق می‌گردد که این نیز کارایی موتور را افزایش می‌دهد.

با نصب کیت‌های تولید هیدروژن روی خودرو می‌توان تا حدود 30 درصد در مصرف سوخت صرفه‌جویی کرد.

افزایش قدرت و گشتاور نیز به ترتیب حدود 7 تا 25 درصد خواهد بود. اگر کمی اطلاعات در مورد الکترونیک داشته باشید می‌توانید خودتان نیز اقدام به ساخت و نصب این سیستم نمایید. کیت‌هایی ازاین‌دست قیمتی حدود 300 تا 4000 دلار دارند و روی انواع وسایل نقلیه قابل‌نصب‌اند؛ از موتورسیکلت تا کشنده‌ها، درواقع این سیستم را می‌توان روی انواع موتور درون‌سوز نصب نمود.

در حال حاضر میلیون‌ها دستگاه ازاین‌دست، در حال استفاده است و تاکنون به‌غیراز عمر 70000 کیلومتری ژنراتور هیدروژن مشکل دیگری گریبان گیر این وسیله نشده است.
در پایان امیدوارم شرکت‌هایی در ایران هم به تولید این محصول بپردازند تا حداقل کمی از آلودگی شهرهای ایران کاسته شود.