تختلف خلايا الوقود عن البطاريات بأنها لا تنضب ولا تحتاج إلى شحن، بل تحتاج إلى وقود مثل الهيدروجين والميثانول والبنزين، وتقوم البطارية بتخزين الكهرباء، بينما تقوم خلايا الوقود بتوليدها.
تحتاج الخلايا إلى هيدروجين وأكسجين، إذ يجري تمريرهما ضمن الخلايا، فينقسم الهيدروجين إلى إلكترون وبروتون، ويولّد الكهرباء، ثم يتّحد مع الأكسجين ليكوّن مخلّفات الخلايا وهي ماء نقي.
وتحصل الخلايا على الأكسجين من الهواء، إلّا أن المشكلة هي الحصول على الهيدروجين الذي لا يوجد حرًا في الطبيعة؛ لذلك يقوم بعض مصنّعي السيارات بإضافة "محوّل وقود" مهمته الحصول على الهيدروجين من الميثانول أو البنزين.
بعبارة أخرى، يمكن لسيارات خلايا الوقود استعمال البنزين الحالي وبنيته التحتية للحصول على الهيدروجين، وهذه السيارات تحتوي على محوّل يستخلص الهيدروجين من البنزين، وخلية وقود تستعمل الهيدروجين في تسيير السيارة.
إلّا أن الطريقة الشائعة الآن هي الحصول على الهيدروجين جاهزًا من محطات البنزين، إذ يُصنَّع في أماكن خاصة، ثم يُنقل في خزّانات مصنوعة خصيصًا لذلك، وبعدها يُفرَّغ في خزّانات خاصة بمحطات الوقود، كما هو الحال في سيارة ميراي الهيدروجينية، من شركة تويوتا، التي تعمل بهذه الطريقة، وسيارة لكزس التي تعمل بالهيدروجين.
السيارات والهيدروجين وخلايا الوقود
المشكلة الأساسية أن تكلفة تشغيل سيارات خلايا الوقود العاملة بالهيدروجين ما زالت أعلى من تكلفة تشغيل السيارة بالبنزين، إلّا أن تويوتا تعتقد أن انتشار السيارة سيخفض تكاليفها التشغيلية.
وللتوضيح فقط، هذه السيارات تستعمل حاليًا ما يُسمى بـ"الهيدروجين الرمادي"، وهو الهيدروجين المصنّع من المواد النفطية التي يصدر عنها انبعاثات ملوثة للهواء مثل ثاني أكسيد الكربون.
الحديث بكثرة عن الهيدروجين في الأوقات الأخيرة، يركّز على الهيدروجين الأزرق، وهو الرمادي نفسه، إلّا أنه يعتمد على تقنية احتجاز الكربون واستعماله، كما يتزايد الحديث عن الهيدروجين الأخضر الذي لا ينتُج عن تصنيعه واستهلاكه أيّ انبعاثات، إلّا أن الطريقتين ما زالتا مرتفعتي الكُلفة.
معلومات عن خلايا الوقود
تقنية خلايا الوقود ليست جديدة، لكنها انتعشت في المدّة الأخيرة؛ بسبب التطورات التقنية، التي خفضت من تكلفتها بشكل كبير، ولها منافع عدّة بسبب تخفيضها للتلوث والضجيج، واعتمادها على مصدر غير ناضب (الهيدروجين).
وعلى الرغم من أن الخبراء يعدّونها بديلًا للنفط، إلّا أن هذه التقنية ما زالت تعاني مشكلات كثيرة تتعلق بالتكاليف والبنية التحتية وتطورها، بالإضافة إلى ذلك، فإن خلايا الوقود تستعمل معدن البلاديوم، الذي لا يوجد بكميات كبيرة إلّا في 3 دول في العالم، هي روسيا وجنوب أفريقيا والولايات المتحدة، الأمر الذي يجعل الاعتماد على خلايا الوقود والهيدروجين رهينة للعوامل السياسية.
لقراءة الحلقات السابقة من مفاهيم الطاقة..
- ما هو النفط؟
- ما هي أنواع النفط؟
- ماهو الفرق بين النفط التقليدي والنفط غير التقليدي؟
- ما الفرق بين الصخر النفطي والنفط الصخري؟
- ما هو التكرير؟
- ما هو خام غرب تكساس (WTI)؟
- ما هي سلة أسعار أوبك؟
- كيف تقاس كمّيات النفط والغاز؟
- ما هو الغاز الطبيعي؟
- ما هو الغاز المسال؟
- تحويل الغاز إلى سوائل نفطية (GTL)
- ما هو البنزين (الغازولين)؟
- الوحدة الحرارية البريطانية
