صفحه اصلی

آرشیو مقاله ها

آرشیو اخبار

همکاری با ما

تماس با ما
 
عنوان خبر
 
  
 
سامانه جمع آوری خودکار تجهیزات IT
افرنگ نیوز مجله زندگی
ماشین ایرانی
elham_fitnees_cool
فروشگاه رایکا
فروشگاه رایکا
هر روز صبح جدیدترین اخبار در افرنگ نیوز کلیک کنید ...
A.A.C/ تکنولوژي پيل سوختي – آينده اي با آلاينده هاي صفر
تعداد بازدید : 664
 
 

 

salimi@zamyad.co.ir

هدف از ارائه اين مقاله، ترسيم چشم­اندازي براي آينده مصرف سوخت­هاي پايه نفتي و جلوگيري از انتشار آلاينده­هاي ناشي از آن است.

سياست­ها و راه­حل­هاي مختلفي در چارچوب برخي تبصره­ها در کشور براي مديريت مصرف سوخت و کاهش آلودگي ارائه مي­شود و شايد جاي يک تفکر سياستگذارانه در اين مبحث خالي باشد.

اين نوشتار مي­کوشد راه­حل­ها و برنامه­هاي مدون ارائه شده ازسوي DOE (بخش انرژي) و NREL (آزمايشگاه ملي انرژي­هاي تجديد شدني National Renewable Energy Laboratory ) ايالات­متحده را در اين زمينه ارائه کند که با بومي­سازي آن مي­توان تلاش­هاي کشور را در اين خصوص، سمت و سو داد.

روزي را تصور کنيد که با خودرويتان از سر کار به خانه مي­رويد و آن را به شبکه خانه متصل و برق لازم براي روشنايي خانه را فراهم مي­کنيد و بعد در نيمه­هاي شب، برق خانه و شبکه، قابليت لازم براي توليد انرژي روز بعد را براي خودروي شما ايجاد مي­کنند.

از لحاظ فني، چنين آينده­اي قابل تصور است زيرا خودروي شما مي­تواند يک خودروي پيل سوختي باشد که از هيدروژن براي توليد برق استفاده مي­کند. اتومبيل شما مي­تواند به­عنوان ژنراتور (مولد) توزيع­کننده و خانه شما به­عنوان توليدکننده انرژي و ايستگاه سوخت­گيري عمل کند. اگر هيدروژن و برق توليدي از منابع و تکنولوژي­هاي تجديدپذير به­دست آيد، ميزان آلاينده­هاي ناشي از مصرف انرژي براي منزل و خودروي شما مي­تواند صفر در نظر گرفته شود.

تلاش براي دستيابي به چنين آينده­اي، براي بخش حمل و نقل امريکا حياتي است زيرا حمل­و­نقل اين کشور به­طور کامل وابسته به نفت است و تقريبا 60درصد از واردات سواحل خارجي به اين کشور را در­بر­مي­گيرد که به­طور مستقيم به حجم عظيمي از آلاينده­ها و گاز­هاي گلخانه­اي مبدل مي­شود.

نتيجه تحقيق در زمينه تکنولوژي پيشرفته باتري- سوخت که از هيدروژن براي ايجاد قدرت در خودرو ـ بدون توليد آلودگي ـ استفاده مي­کند، دستيابي به خودروهايي رقابتي با کارايي بالاتر، هزينه نگهداري پايين­تر و آلودگي کمتر خواهد بود.

تحقيق و توسعه­

اگر­چه اين برنامه، بسيار نو­پاست اما اهداف دراز مدت آن کاملا مشخص است: خودکفايي بيشتر در بخش انرژي ، کاهش آلايندگي و ايجاد زيرساخت براي تامين هيدروژن.

دستيابي به اين اهداف نيازمند رويکردي منظم است و بازيگران فراواني را درگير خواهد­کرد: قطعه­سازان، خودروسازان، صنايع انرژي، سازمان­هاي دولتي و آزمايشگاه­هاي ملي.

يکي از اين دلايل آن است که NREL سال­هاست از سوي DOE ( سازمان انرژي ­ Dept. Of Energy) حمايت مي­شود.

NREL از دو طريق براي رسيدن به اين اهداف تلاش مي­کند:

1- توسعه سيستم­ها، مجموعه­ها و خودروهاي پيشرفته

2- انجام آزمايش­ها و گسترش استفاده از سوخت­هاي جايگزين

خط سير استفاده از خودروهاي پيشرفته

يکي از اشکالات عمده سيستم حمل و نقل فعلي اين است که تاحد زيادي برپايه موتورهاي احتراق داخلي استوار است که بسيار ناکارآمدند زيرا تنها کمتر از 18­درصد از انرژي سوخت را به انرژي جنبشي مورد­نياز براي حرکت خودرو تبديل مي­کنند.

جايگزين ديگر اين سيستم، خودروي الکتريکي است که مي­تواند راندماني بالاتر از 60 درصد داشته­باشد و طي فرايند، آلاينده­اي ايجاد نکند اما به هر حال با عمومي­ترين انتخاب جايگزين يعني خودروهاي الکتريکي (باتري­ها) تنها مدت کوتاهي مي­توان رانندگي کرد اما با ترکيب موتور­هاي احتراق داخلي با نيروي محرکه الکتريکي مي­توان از بهترين­هاي هر دو گستره بهره برد: خودروهاي هيبريد الکتريکي با مدت زمان رانندگي بسيار خوب، افزايش راندمان قابل­قبول به نسبت موتورهاي احتراق داخلي و آلاينده­هايي که به ميزان قابل توجه کاهش يافته­اند.

با اين رويکرد شما در مسيري به­سوي آينده حرکت مي­کنيد؛ جايي­که پيل سوختي سرانجام جاي موتور در خودروهاي هيبريد الکتريکي را مي­گيرد.

در راه رسيدن به اين آينده، NREL بر رويکرد سيستمي تمرکز مي­کند که در آن اجزا و زير مجموعه­ها براي تعيين نحوه کارکردي منتج به بهترين عملکرد ، تحليل مي­شوند. به­اين منظور برنامه­اي کامپيوتري براي مدلينگ طراحي شده است که بهينه­سازي طراحي اجزا و سيستم­هاي HEV (خودروهاي هيبريد الکتريکي) را بسيار سريع­تر انجام مي­دهد.

يکي از زير مجموعه­هاي مورد تحليل، باتري و راندمان گرمايي آن است. باتري­هاي مختلف گرايش به ارائه بهترين کارکرد در محدوده دمايي ويژه خود را دارا هستند، لذا با کنترل تغييرات دمايي مي­توان بر عمر و راند­مان خودرو تاثير گذاشت­.

از ديگر مجموعه­هاي مهم مي­توان آنهايي را نام برد که در راحتي سرنشينان تاثير مي­گذارند، نظير گرمايش، تهويه، خنک­کاري و تميز نگه­داشتن هوا که اين بخش­ها مي­توانند انرژي زيادي مصرف کنند. NREL بر بهينه­سازي اين مجموعه­ها به­نحوي که بيشترين آسايش را براي سرنشينان با کمترين مصرف سوخت و آلودگي فراهم آورد، تاکيد مي­کند.

اين رويکرد سيستمي مي­تواند سالانه از مصرف ميليون­ها ليتر سوخت جلوگيري کند و درنتيجه از وابستگي به واردات سوخت بکاهد و همچنين باعث کاهش آلودگي شود.


خط سير سوخت

گر­چه رويکرد هيدروژني يکي از برجسته­ترين نقش­ها را در رسيدن به سوختي ايده­آل داراست اما انتخاب­هاي بسياري ممکن است وجود داشته باشد تا طبيعت را از مصرف منابع نفتي و افزايش آلودگي برهاند که استفاده از سوخت­هاي جايگزين يکي آنهاست .

از جمله سوخت­هاي جايگزين مي­توان از گاز طبيعي فشرده (CNG)،گاز طبيعي مايع شده (LNG)، اتانول و متانول نام برد که مي­توان در وسايل نقليه از آنها استفاده کرد.

بهترين گام در درک چگونگي قطع آلودگي و کاهش مصرف سوخت با استفاده از سوخت­هاي جايگزين، مشخص­کردن مبنايي براي مقايسه­ درک خواص سوخت­ها و نتايج استفاده از آن است.

NREL چنين مبنايي را براساس برنامه سنجش که براي DOE مديريت مي­کرد، بنا نهاد. در اين برنامه خودروها، کاميون­ها، ون­ها، اتوبوس­ها و قايق­هاي گوناگوني که سوخت­هاي جايگزين مصرف مي­کردند مورد­آزمايش قرار گرفتند. اين برنامه منتهي به ايجاد يک بانک اطلاعاتي از سوخت­هاي جايگزين به نام"مرکز اطلاعات سوخت­هاي جايگزين" مي­شود. ثبت خواص و مختصات­ عملکردي آنها در اين بانک اطلاعات، محققان، خودروسازان و متوليان سوخت را در تحقيقات و تصميم­گيري­ها کمک مي­کند.

قدم بعدي، گسترش استفاده از سوخت­هاي جايگزين مشتق از منابع تجديد شدني است.NREL اين برنامه را با رويکرد بيو­سوخت­ها (سوخت­هاي با پايه موجودات زنده) گسترش مي­دهد. اين سوخت­ها در بيشتر موارد با بنزين مخلوط مي­شوند. اين استراتژي نه تنها به سوخت­هاي جايگزين تنوع بيشتري مي­دهد بلکه به کاهش آلودگي نيز کمک مي­کند.

روش بعدي، توليد هيدروژن از منابع تجديد شدني است که هم به­عنوان سوخت و هم به­عنوان حامل انرژي استفاده مي­شود.

انتخاب ديگر براي کاهش ميزان آلاينده­ها، گسترش سوخت ديزل پاک براي خودروهاي سنگين است. تقريبا 20 درصد از سوخت­هاي مورداستفاده در بزرگراه­هاي امريکا سوخت ديزلي است و وسايل نقليه سنگين سالانه هزاران تن اکسيدهاي نيتروژن و ساير آلاينده­ها را وارد هوا مي­کنند.

NREL به واسطه همکاري با صنايع، در توسعه تکنولوژي­ها و راهبردهاي کاهش­دهنده آلاينده­هاي ديزلي، کمک مي­کند.

رويکرد ديگري که ازسوي NREL و شرکاي آن ارائه مي­شود، گسترش استفاده از سوخت­هاي پاک متعارف ديزلي همراه با فيلترهاي کاتاليزوري است. رويکرد بعدي، استفاده از سوخت­هاي پاک مصنوعي حاصل از گاز طبيعي يا گازهاي مصنوعي به­ويژه هيدروژن و منوکسيدکربن است. با اين روش که در آن به موتور تغيير­يافته ديزلي براي سوزاندن اين سوخت مصنوعي نياز است، توليد منوکسيدکربن تقريبا قطع مي­­شود و ذرات آلاينده و اکسيدهاي نيتروژن نيز تا 97 درصد کاهش مي­يابد.


سوخت­هاي طراح

يک استراتژي ديگر، طراحي سوخت­هاي ديزلي در سطح مولکولي است. با اين روش مي­توان خواص ويژه سوخت نظير عدد ستان (مقياسي براي سهولت اشتعال)، دماي خود­اشتعالي و ميزان احتراق را طراحي کرد. هر کدام از اين خواص توسط ساختار مولکولي سوخت کنترل و در نهايت براي دستيابي به راندمان بالا و کاهش آلايندگي، بهينه مي­شوند.

 

 
نویسنده: محمد سليمي
مترجم :
منبع : ماهنامه انديشه گستر سايپا - شماره 73، مهر 1386
تاریخ : مهر 1386
مطالب مرتبط
 
 پمپ هاي هيدروليکي
 A.A.B/ تعيين فشار وارد بر مفصل مصنوعي زانو در فعاليت هاي مختلف بدن
 A.A.B/ مروري بر تاريخچه اخلاق همراه با گردآوري زمينه هاي گوناگون اخلاق
 A.A.B/ نکته هايي در اخلاق مهندسي
 A.A.C/ نقش رادياتور در پروسه انتقال حرارت موتور
 
نظرات
 
نام : شهر :
   
 
 
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به شرکت فرا ارتباط می باشد