کتاب علم سوخت گیری هیدروژن فشرده در خودروهای پیل سوختی

توضیحات

کتاب علم سوخت گیری هیدروژن فشرده در خودروهای پیل سوختی | شیتانشو ساپرو | زهرا واحدی | نشر نصیربصیر

علم سوخت‌گیری هیدروژن فشرده در خودروهای پیل سوختی

سوخت‌ گیری هیدروژن فشرده یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌ها در صنعت حمل‌ و نقل پاک به‌ شمار می‌رود و نقش کلیدی در عملکرد خودروهای پیل سوختی هیدروژنی (Fuel Cell Vehicles) دارد. این فناوری با هدف کاهش آلاینده‌های زیست‌ محیطی، افزایش بازده انرژی و جایگزینی سوخت‌های فسیلی توسعه یافته است.

هیدروژن فشرده چیست؟

هیدروژن فشرده گازی بسیار سبک و پر انرژی است که در فشارهای بسیار بالا (معمولاً ۳۵۰ تا ۷۰۰ بار) در مخازن ویژه ذخیره می‌شود. این نوع ذخیره‌ سازی امکان استفاده ایمن و کارآمد از هیدروژن را در خودروهای پیل سوختی فراهم می‌کند.

فرآیند سوخت‌گیری هیدروژن در خودروهای پیل سوختی

فرآیند سوخت‌گیری هیدروژن فشرده شباهت زیادی به سوخت‌گیری بنزین یا گاز طبیعی دارد، اما از نظر علمی و مهندسی بسیار پیشرفته‌تر است. در این فرآیند:

• هیدروژن با دمای کنترل‌شده وارد مخزن خودرو می‌شود.

• فشار و دما به‌صورت لحظه‌ای توسط حسگرها پایش می‌گردد.

• سیستم‌های ایمنی از نشت یا افزایش بیش از حد فشار جلوگیری می‌کنند.

مدت‌زمان سوخت‌گیری معمولاً ۳ تا ۵ دقیقه است که یکی از مزیت‌های مهم این فناوری نسبت به خودروهای برقی باتری‌محور محسوب می‌شود.

نقش پیل سوختی در تبدیل هیدروژن به انرژی

در خودروهای پیل سوختی، هیدروژن پس از ورود به پیل سوختی با اکسیژن هوا واکنش داده و انرژی الکتریکی تولید می‌کند. حاصل این واکنش تنها آب و گرما است، به همین دلیل این خودروها کاملاً پاک و بدون آلایندگی هستند.

ایمنی در سوخت‌گیری هیدروژن فشرده

ایمنی یکی از مهم‌ترین مباحث در علم سوخت‌گیری هیدروژن فشرده است. مخازن این خودروها از مواد کامپوزیتی بسیار مقاوم ساخته می‌شوند و در برابر ضربه، حرارت و فشار بالا آزمایش‌های سخت‌گیرانه‌ای را پشت سر می‌گذارند. همچنین استانداردهای بین‌المللی نیز، ایمنیِ این سیستم‌ها را تضمین می‌کنند.

مزایای سوخت‌گیری هیدروژن فشرده

• سوخت‌گیری سریع و آسان

• برد حرکتی بالا نسبت به خودروهای برقی

• تولید انرژی پاک و بدون آلایندگی

• کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی

آینده سوخت‌گیری هیدروژن در صنعت خودرو

با توسعه زیرساخت‌های سوخت‌گیری و کاهش هزینه تولید هیدروژن سبز، انتظار می‌رود خودروهای پیل سوختی هیدروژنی سهم بیشتری از بازار حمل‌ونقل آینده را به خود اختصاص دهند. علم سوخت‌گیری هیدروژن فشرده، یکی از ارکان اصلی این تحول بزرگ انرژی محسوب می‌شود.

معرفی کتاب

سوختگیری بهینه هیدروژن فشرده در مخازن خودرو نقش اساسی در تحقق چگالی ذخیره‌سازی مورد نیاز برای دستیابی به بُرد مطلوب ایفا می‌کند.

این کتاب، پژوهشی جامع در زمینه فرایند سوخت‌گیری هیدروژن فشرده در مخزن کامپوزیتی نوع 4 (Type IV) که در خودروهای سلول سوختی به کار می‌روند، ارائه می‌دهد. در این اثر، ارزیابی فرایند سوختگیری هیدروژن فشرده از طریق شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) انجام شده است. کتاب دو رویکرد سوخت‌گیری ثابت و متغیر را برای تزریق هیدروژن فشرده معرفی می‌کند. همچنین نقش انتقال حرارت در فرایند سوخت گیری از طریق مدل ظرفیت گرمایی (HCM) مورد بررسی قرار گرفته است. افزون بر این تاثیر شرایط شدید سوخت گیری بر ساختار مکانیکی مخزن کامپوزیتی نیز مطالعه شده است. بخش‌های مختلف کتاب بر مبنای مقالات علمی منتشر شده در نشریات معتبر تدوین گردیده‌اند.

فهرست کتاب

• مقدمه تکنیک‌های ذخیره سازی هیدروژن 
• ذخیره‌سازی هیدروژن فشرده
• ایستگاه‌های سوخت گیری هیدروژن فشرده
• باز سوخت گیری هیدروژن فشرده شده
• تحلیل انتقال مدارات
• تحلیل سازه‌ای مخازن نوع IV
•  نتیجه گیری و جهت‌گیری‌های آینده