“مورجان لايف كار” ثورية بكل المقاييس
يقوم تصميم سيارة “مورجان لايف كار” على فلسفة ارتكزت على مفاهيم جديدة في أسلوب النقل الشخصي، تعتبر ثورية بجميع المقاييس، تماماً كما فعلت سيارة مورجان الثلاثية العجلات عندما ظهرت إلى الوجود قبل مائة عام. وهي سيارة مدفوعة بخلية وقود تم تصميم حجمها بطريقة توفر لها الطاقة اللازمة للتنقل باستمرار، مع التركيز على تحقيق خفض كبير في وزنها، وتكلفتها بالمقارنة مع التصاميم الأخرى، بالإضافة إلى هندستها وفق أسلوب متطور يؤمن إعادة توليد الطاقة الكهربائية في كل مرة يتم فيها الضغط على فراملها، مما يوفر لها أقصى قوة للتسارع.
السيارة من بنات أفكار هوجو سباورز من شركة “ريفرسمبل” المتخصصة في دراسة الأفكار الجديدة المتعلقة بحلول النقل الرفيقة بالبيئة. ولكن تطلب الأمر إبرام شراكات عديدة لتحويل فكرته إلى واقع ملموس. وتقوم الفكرة الأساسية للمشروع على استخدام الهيدروجين كمصدر للوقود، باعتباره مصدراً نظيفاً لا يخلف عند احتراقه سوى الماء النقي، فضلاً عن توفره بكميات وافرة. واستعان سباورز بشركة “ليندي” التي تتمتع بدراية تامة بكل خطوات سلسلة توريد الهيدروجين، بدايةً من انتاجه وتوزيعه، ووصولاً إلى أنظمة التعبئة العالية الضغط.
ولتحويل الهيدورجين إلى كهرباء، تم استخدام خلية وقود PEM ذات أربعة مراكم هيدروجين. وإلى جانب الطاقة الكهربائية البالغة 22 كيلوواط، لا يصدر عن هذه البطارية أية منتجات جانبية سوى الحرارة والماء فقط. وتعمل البطارية التي طورتها شركة “كينيتيكو” بكفاءة 45 في المائة، وهي قفزة مهمة قياسا بمحركات الاحتراق الداخلي التقليدية.
ويتم ارسال الطاقة الكهربائية إلى أربعة محركات كهربائية، تم ربط كل محرك منها منفرداً مباشرةً بواحدة من العجلات الأربع. ولا تتميز هذه المحركات بكفاءتها التي تتراوح بين 92 و94 في المائة وحسب، وإنما هي مصممة لتوليد الطاقة الكهربائية عند الضغط على الفرامل أثناء الكبح لإبطاء السيارة. وعلى الرغم من أن هذه الفكرة ليست بجديدة، إلا أن التطبيقات الموجودة حالياً لا تعيد استخدام الطاقة سوى بنسبة 10 في المائة، مقابل 50 في المائة في سيارة “لايف كار”.
بالطبع هناك حاجة لتخزين مثل هذه الطاقة المكتسبة وإرسالها بكفاءة. وتاريخيا كانت هذه العملية تتم بواسطة البطاريات التي تتسم بكثافة معادنها الثقيلة، مما يجعل هذه البطاريات ثقيلة الوزن، وذات قدرة محدودة في ما يتصل باستقبال وإرسال كم كبير من الطاقة. سيارة “لايف كار” تلافت هذا القصور من خلال استخدام مجموعة من المكثِفات العالية الأداء، والتي تمتلك القدرة على استقبال وإرسال ما يصل إلى 1000 أمبير، وبالتالي زيادة سعة تخزين الطاقة بشكل كبير أثناء الكبح، مع تحسين تسارع السيارة إلى أقصى حد.
غير أن عملانية هذه التقنية لم تكن لتتحقق من دون توفر عناصر تحكم متطورة. ولذلك الغرض طورت جامعة كرانفيلد نظام إدارة خاص للسيارة، والهيدروجين، وخلية الوقود، والمكثفات، والمحركات الكهربائية، وبطريقة سمحت لها أن تصبح نظام الدفع والفرملة في آن. وفي ذات الوقت ابتكرت الجامعة حلاً يتيح التحول من نظام الفرملة الإلكترونية إلى نظام الفرملة الهيدروليكي التقليدي عندما تكون السيارة متحركة بالسرعات البطيئة.
تمت هندسة سيارة “لايف كار” بحيث تستهلك طاقة تعادل نحو 240 كيلومتراً مقابل الجالون الواحد إي ما يعادل 8.1 ليتر من البنزين لكل 100 كيلومتر، مع قدرتها على التسارع من الصفر إلى 100 كيلومتر/ساعة خلال أقل من 7 ثوانٍ، بينما تتراوح سرعتها القصوى بين 128 كيلومتر/ ساعة و136 كيلومتر/ ساعة. اما مداها فيصل إلى 400 كيلومتر.
وانتهى هذا الخليط الفريد من التقنيات عند شركة “مورجان” لتضيف بدورها المزيد إلى هذا المشروع الفريد، من خلال استخدامها لأفضل المواد الخفيفة المتوفرة في السوق، والتي تكتسب جاذبية خاصة من المنظور البيئي، وكذا من وجهة النظر الرياضية. وينطبق ذلك على الألمنيوم والخشب، والجلود، مما أضاف بعداً جديداً لهذه السيارة الاختبارية.
يعمل نظام خلية الوقود في هذه السيارة من خلال دمج الهيدروجين الموجود بالسيارة كهروكيمائياً مع الأكسجين المأخوذ من الهواء الخارجي حول السيارة. ومع أننا نجد في معظم الحالات أن خلايا القود تعمل وكأنها محركات احتراق داخلي وليست بطاريات، وإلى حد أنها تنتج الكهرباء من وقود موجود في خزانات، وليس من طاقة مخزنة، إلا أنها مثل البطاريات تستخدم أقطاب كهرباء “إلكترودات أو موصلات كهرباء صلبة)، وإلكتريتات (محلول كهربائي وسيط). وعندما تلتحم جزيئات الهيدروجين مع الإلكترودات السالبة، تنقسم هذه الجزيئات إلى بروتونات وإلكترونات. بعد ذلك يتم نقل البروتونات عبر غشاء التبادل إلى القطب الموجب لخلية الوقود، في حين تبدأ الإلكترونات في الدوران حول الدارة الخارجية فتولد الكهرباء. كما تتحد جزيئات الهيدروجين مع جزيئات الأكسجين كيمائياً فيتكون الماء، ما يعني بأن الانبعاثات الصادرة من خلية “كينيتك” تتشكل من بخار الماء فقط. بعدها يتم إرسال الطاقة المنتجة إلى المحركات الكهربائية التي تقوم بدورها بتحريك عجلات السيارة.
رد مع اقتباس
.gif)
مواقع النشر (المفضلة)