خودرو پیل سوختی چیست؟

خودرو پیل سوختی رواج بسیاری دارد. برای اطلاع داشتن از مزایا پیل سوختی بهتر است در ایتدا شناخت خوبی از آن داشته باشید. کاربردهای پیل سوختی بسیار زیاد هستند. پیل سوختی های زیستی مورد پسند بسیاری از رانندگان هستند. اطلاع داشتن از تفاوت باتری و پیل سوختی بسیار مهم است.

قبل از اینکه به ویژگی های فنی یک ماشین پیل سوختی بپردازیم بهتر است در ابتدا با مفهوم یک پیل سوختی را مرور کنیم.  پیل سوختی های سوختی همان طور که که از اسم شان مشخص است یک باتری هستند که به جای انرژی الکتریکی به سوخت برای کار کردن نیاز دارند. این موضوع یکی تفاوت باتری و پیل سوختی است.

عملکرد پیل سوخت

اصل کار پیل سوختی در ایجاد پیوند میان دو عنصر اکسیژن و هیدروژن و تولید آب و الکتریسیته است. معمولا این دو عنصر به شدت دسترسی آسانی دارند اما مشکل از جایی آغاز می شود که اکسیژن و هیدروژن با هم ترکیب نمی شوند.

اگر بخواهیم از نظر علمی این موضوع را بررسی کنیم اکسیژن و هیدروژن هیچ تمایلی به ترکیب شدن با هم ندارند و این وظیفه مهندسان و متخصصان این حوزه است که بتوانند روشی برای ترکیب کردن این دو ماده و تولید الکتریسیته با هم پیدا کنند. سلول های سوختی پیچیدگی هایی اساسی دارند. شما برای اینکه بتوانید هیدروژن و اکسیژن را با هم ترکیب کنید باید در ابتدا ساختار آنها را بشناسید.

دانشمندان با تلاش بسیار در طول سال ها موفق شده اند که کاتالیست‌های ویژه‌ای را طراحی کنند تا با تغییر در ساختار این دو ماده آنها را مجبور به ترکیب با یکدیگر کند. این مسئله نقش مهمی در مزایا پیل سوختی دارد.

شیوه رسیدن اکسیژن و هیدروژن به پیل

همان‌گونه که گفتیم پیل سوختی برای شروع عملکرد خود نیار دارد که جریان پیوسته اکسیژن و هیدروژن را در دو سمت خود داشته باشد. تأمین اکسیژن لازم برای این فرایند کار سختی نیست. این مسئله برای این سات که اکسیژن به‌صورت ‌O2‌ در هوای اطراف ما وجود به راحتی بافت می شود. دقت داشته باشید که این فرایند در خودرو پیل سوختی بسیار مهم است.

بهتر است بدانید در پیل سوختی هم اجباری به تزریق گاز اکسیژن خالص نیست زیرا در سمت کاتد جریان هوا برقرار می شود. این شیوه از طراحی و ساختار باعث می شود که این منظور هوا پیوسته به پیل تزریق می‌شود تا بتواند اکسیژن لازم برای کارکرد پیل را تأمین کند. این موضوع را می توان به عنوان مزایا پیل سوختی بشمار آورد. کاربردهای پیل سوختی در بسیاری از صنایع و ماشین آلات سنگین زیرا می تواند میزان قدرت آن ماشین مورد نظر را افزایش دهد.

اطلاع داشتن از همه این فرایندها می تواند در درک صحیح شما از خودرو پیل زیستی تاثیر گذار باشد. در قسمت دیگر پیل نیاز است هیدروژن وجود داشته باشد اما متاسفانه این امکان وجود ندارد که هیدروژن را از هوای اطراف دیافت کرد. بهتر است بداینید هیدروژن به عنوان سبک‌ترین عنصر جدول تناوبی شناخته می شود و در کره زمین نیز بسیار زیاد یافت می شود. اما هیدروژن در هوا پیرامون ما نیست و باید آن را به شیوه ای به سیستم تنفسی رساند.

خودروها برای رفع این مشکل دارای مخازن هیدروژن مایع هستند. این میزان از مایع‌سازی هیدروژن باعث می شود آنها فشرده شوند و به این ترتیب حجم آن کاهش قابل توجهی پیدا کند. این موضووع کمک می‌کند انتقال آنها بسیار سریع تر پیش برود. البته در ذخیره سازی در فضای خودروها نیز مقدار فضای کمتری را می گیرد. البته پیل های سوختی زیستی در این مورد دارای کمی تفاوت هستند.

ببا استفاده از این شیوه هیدروژن از مخازن سوخت به پیل ها تزریق می‌شود تا بتواند فرایند کاری مورد نظر به طور کامل انجام شود. همان‌طور که گفتیم هیدروژن در زمین بسیار زیاد است اما متاسفانه ترکیب منفرد آن بسیار کمیاب است و به طور معمول امکان ترکیب آن با بقیه عنصرها وجود دارد. عنصر هیدروژن را باید استخراج کرد. یکی ار ساده ترین را ه های دسترسی به عنصر هیدروژن تجزیه آب است. زیاد بودن آب در سطح کره زمین به معنی زیاد بودن عنصر هیدروژن که در نهایت باعث می شود کاربرد پیل های سوختی در صنایع مختلف زیاد شود. البته پیل های سوختی زیستی هم با استفاده از همین عناصر به وجود می آیند.

خودروهای خودران 

البته بسیاری از کسانی که به خودرو و سیستم های فنی آن علاقه مند هستند می دانند در گذشته کاربردهای پیل سوختی بسیار بیشتر از شرایط حال حاضر است. کاربردهای پیل سوختی تا قبل از اینکه باتری هایی پیشرفته وارد بازار شوند بسیار زیاد بود اما پیشرفت تکنولوژی دیگر این مدل فقط در صنایع سنگین مورد استفاده قرار گرفت.

امام هنوز بسیاری از خودروها در دنیا اطلاع داشتن از تفاوت باتری و پیل سوختی و مزیت های آن همچنان این مدل را انتخاب اول خود قرار می دهند. اما امروزه با روی کار آمدن پیل های سوختی زیستی دوباره رقابت بین این دو نوع باتری شدت گرفته است.

شیوه عملکرد خودرو پیل سوختی

تا این قسمت از مطلب با شیوه عملکرد و عوامل موثر در پیل سوختی خودرو آشنا شده اید. یکی از مهمرین نکات در این مورد تزریق هیدروژن و ترکیب آن با هوا بود که باعث می شد الکتریسیته و بخار آب تولید شود. یک پیل سوختی دارای ابعادی کوچک است که نمی تواند توان کافی برای به راه اندازی موتور را به وجود آورد. همین مسئله باعث شده است که تعداد زیادی از این پیل‌های کوچک را در کنار هم دهند تا نیرو مورد نیاز خودرو را تامین کند. خیلی از کارشناسان این سیستم را به عنوان قلب سیستم فنی خودرو می دانند. بهتر است بدانید خودرو پیل سوختی به طور معمول شتابگیری مناسبی دارد.

ترموستات الکتریکی 

شما عزیزان با در نظر گرفتن این موضوع که برای عملکرد مناسب این سیستم حتما باید یک باک هیدروژن داشت شروع به تعمیر و یا عیب یابی این سیستم کنید. هیدروژن مایع باید در فشار بالا نگهداری شود و به همین دلیل باک باید ساختار مقاومی داشته باشد. مقدار مشخصی هیدروژن با توجه به نیازی که خودرو دارد ار سمت باک به پیل حرکت می‌کند و در آنجا نیروی الکتریسیته لازم را برای کارکرد موتور الکتریکی خودرو تأمین می کند. این موضوع به عنوان مهمترین تفاوت باتری و پیل سوختی از نظر کارشناسان مطرح است. بقیه عملکرد پیل سوختی به طور کامل شبیه به خودروهای باتری الکریکی است.

نیروی تولید شده به وسیله پیل در میزان مشخصی می باشد و با تزریق بیشتر هیدروژن به مجموعه نمی‌توان توان آن را از محدوده معینش افزایش و یا کاهش داد. این موضوع ممکن است در حین روند یک رانندگی معمولی مشکلی پیش نیاورد اما اگر راننده قصد شتابگیری داشته باشید به وضوح این مشکل را حس می کند.

اما از طرفی بهره‌گیری از پیل بزرگتر به معنای افزایش وزن و بالا رفتن قیمت است. البته ممکن است توان بالای پیل به‌طور همیشه برای شما کارایی نداشته باشد.
برای اینکه در این شرایط راننده مشکلی برایش پیش نیاید مجموعه کوچکی از باتری در خودروها قرار می گیرد. این باتری‌ها مثل نمونه‌هایی هستند که در ماشین های الکتریکی و یا هیبریدی نصب می‌شوند اما فقط با اندازه هایی کوچکتر که فضای کمتری اشغال کنند. اصلی ترین وظیفه این باتری ها ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی و آزاد کردن آن در زمان استاندارد است تا با استفاده از این شیوه توان موتور الکتریکی به‌ صورت مقطعی افزایش یابد. این موضوع به عنوان یکی از مزایا پیل سوختی بشمار می آید.