دولت انگلستان در صدد پایان فروش وسایل نقلیه دیزلی و بنزینی تا سال 2035 می باشد و جایگزینی آن ها با وسایل نقلیه الکتریکی (BEV) و وسایل نقلیه الکتریکی سلول سوختی (FCEV) هستند.

برق تولید شده از منابع تجدید پذیر  مانند خورشید و باد  می تواند برای مصرف ذخیره شود و به انرژی تبدیل شود. بعنوان مثال می توان به الکترولیز آب برای تشکیل هیدروژن و اکسیژن یا قرار دادن یونهای لیتیوم در الکترود گرافیت در باتری یون لیتیوم اشاره کرد. در یک FCEV این امر با ترکیب هیدروژن با هوا در یک سلول سوختی حاصل می شود.

علم ترمودینامیک بیان می کند که با هر بار تبدیل انرژی مقداری از آن را از طریق گرمایش اتلاف می شود. در باتری های هیدروژن تلفات مرتبط بسیار کمتر از حدود 60٪ می باشد.

چرا به هیدروژن احتیاج داریم؟

اولاً ، یک محدودیت برای BEV وجود دارد زیرا تمام انرژی یک باتری در الکترودهای آن ذخیره می شود. اگر می خواهیم وسیله نقلیه بزرگتری را تأمین کنیم تا مسافت بیشتری را طی کند، برای ذخیره شارژ اضافی باید الکترودهای بیشتری اضافه کنیم. الکترودهای باتری نسبتاً سنگین هستند و وزن اضافی باتری نمایان می گردد. در مقابل تمام انرژی در مخزن هیدروژن ذخیره می شود.

ترکیبی از فناوری باتری و سلول سوختی به طور گسترده تری مورد بررسی قرار خواهد گرفت

بنابراین، برای وسایل سنگین مانند وانت ، کامیون ، قطار ، کشتی و هواپیما  تأمین انرژی آنها با هیدروژن بسیار منطقی تر است. وسایل نقلیه ای که مسافت های طولانی را طی می کنند یا نیاز به سوخت گیری سریع دارند هیدروژن می تواند برای آنها مناسب تر باشد. اما برای وسایل نقلیه سبک مسافرتی که به طور منظم در مسافت های کوتاه حرکت می کنند BEV ها کارایی بهتری دارند.

شارژ سریع BEV ممکن است جذاب به نظر برسد اما مشکلات زیادی را به همراه دارد  از جمله تقاضای بالا برق و کاهش عمر باتری. ترکیبی از این دو  فن آوری یک راه حل بالقوه است.

عامل مهم دیگر این است که هیدروژن برای ذخیره طولانی مدت انرژی مناسب تر است زیرا یک گاز است و می تواند به راحتی در مخازن ذخیره گردد. باتری ها به مرور زمان به دلیل واکنش های جانبی درون سلول ، شارژ خود را از دست می دهند و بتدریج از کارایی آنها کاسته می شود.

فن آوری های هیدروژن تقریباً قابل بازیافت هستند و در پایان عمر کار با آنها بسیار راحت تر از باتری هایی است که نگرانی های قابل توجهی در مورد پایداری آنها وجود دارد. همچنین میزان انتشار کربن در آنها بسیار کم است.

آزمایشگاه ملی فیزیکی (NPL) در حال همکاری نزدیک با دانشگاه و صنعت برای توسعه روش های استاندارد و قابل اطمینان تر برای پیشرفت این گروه است. این پروژه به ایجاد محیط زیستی سبزتر و پایدارتر برای صنعت انرژی و جامعه در آینده کمک خواهد کرد.

Link: https://www.theengineer.co.uk/batteries-and-hydrogen-competing-npl/