electro vehicle
electro vehicle  
לעמוד הבית
  electro vehicle  
אפיקים קלנועית רחובות קלנועיות
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב אופנים חשמליים
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב כסאות גלגלים
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב יד שניה
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב אביזרים
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב מקורות מימון
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב פיקוד שבת
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב אפיקים קלנועית רחובות גלברס פרופיל קלנועם
קלנועית רכב חשמלי מיני רכב אפיקים קלנועית רחובות גלברס צור קשר

 

קלנועית רכב חשמלי מיני רכב אפיקים קלנועית רחובות גלברס מאגרי מידע

אתרים מעניינים
בטיחות קלנועית
תקנות קלנועית
אמנת נגישות
מונחים תעבורה
רכב חשמלי
שוויון זכויות
חוק חניה לנכים
רשויות מקומיות
סידורים לנכים
חוק תכנון ובניה-2
חוק תכנון ובניה-1
תקנות תכנון ובניה
מפקחים
נפגעי תאונות דרכים
ועדת הכלכלה
אנרגיה - מילון
תחבורה
תאי דלק






mini car
ניידות אישית נייד מחסום קורקינט קלנועית מיני רכב חשמלי לאיש אחזקה למבוגר לנכה סקוטר הניידות

קל פשוט וחסכוני !

 


קלנועית רכב חשמלי למבוגר, לאיש אחזקה ...

קלנועית רכב חשמלי למבוגר, לאיש אחזקה ...

קלנועית רכב חשמלי למבוגר, לאיש אחזקה ...




תאי דלק

מחבר המאמר: רוני ליפשיץ
נושא המאמר: האם תאי דלק הם הפתרון המיוחל לתדלוק מכוניות העתיד?
מילות מפתח: תחבורה
מתוך: גליליאו - המגזין הישראלי למדע ולאקולוגיה
גליון 8, ינואר/פברואר 1995.

הערות: רוני ליפשיץ הוא עיתונאי ועורך ספרות מדעית וטכנולוגית.

תאי דלק
מאת: רוני ליפשיץ

בימים אלה מתגבשת טכנולוגיית הינע חדשה לכלי רכב, אשר אינה מבוססת על תוצרי נפט ואינה מזהמת את הסביבה. המכוניות אשר יונעו באמצעות שיטה זו, תהיינה קלות ונעימות לנהיגה, מחירן לא יעלה על מחירה של מכונית מהדור הנוכחי, ותדלוקן והפעלתן יהיו נוחים לא פחות מאלה של מנועי הבערה הפנימית (בנזין) המשמשים אותנו מזה מאה שנים.

הדבר נשמע כמעט בלתי אפשרי, אולם ייתכן כי מקור אנרגיה חדש, הקרוי "תא דלק", יחליף את הבנזין כמקור אנרגיה עיקרי למכוניות, ויאפשר את פיתוח מכוניות הדור הבא. תאי הדלק, אשר פותחו לראשונה כמקור אנרגיה אקזוטי ויקר עבור כלי רכב חלליים ולווייניים, מתקרבים אל הנקודה שבה יוכלו להתחרות, במונחים כלכליים, במנועי הבנזין הוותיקים.

מנוע הבערה הפנימית, המשמש את כלי הרכב היבשתיים, העניק לאדם יכולת תנועה וניידות שלא הייתה כדוגמתה. אולם בצד יתרונותיו העצומים הוא התגלה כאחד הגורמים העיקריים לזיהום האוויר. אומדנים שונים גורסים כי כ-50% מהגורמים ליצירת ערפיח נוצרים בגלל כלי רכב ממונעים. על פי נתוני הסוכנות האמריקנית להגנת הסביבה, בשנת 1991 התגוררו יותר משליש מתושבי ארצות הברית בסביבה שבה חרג ניקיון האוויר מאחד מתקני הבריאות. משרד האנרגיה האמריקני מעריך כי בתוך 45 שנים יאזלו משאבי הדלק בעולם, אם לא תרד צריכת הדלק הכוללת. נתונים אלה ממחישים עד כמה המשימה לפתח מכוניות המונעות באמצעות אנרגיה חלופית היא חיונית ודחופה. חוק חדש שנחקק זה מכבר בקליפורניה, ואומץ לאחרונה בידי 11 מדינות נוספות בארצות הברית, קובע כי עד שנת 1998, לפחות שני אחוזים מכלי הרכב הנמכרים לציבור חייבים להיות "נקיים", כלומר, לא לזהם לחלוטין את הסביבה. עד שנת 2003 יעלה חלקם לעשרה אחוזים.

רבות מהמכוניות אשר נעו בדרכי העפר המאובקות בתחילת המאה העשרים הונעו באמצעות מנועים חשמליים. אפילו הנרי פורד רכש מכונית חשמלית לאשתו, אשר ביקשה מכונית שקטה, לא מעשנת וקלה להתנעה. עתה שוב מופנית ההתעניינות לעבר המכונית החשמלית.

השימוש במנוע חשמלי להנעת הגלגלים טומן בחובו כמה יתרונות ייחודיים לרכב העתיד. מנוע חשמלי מספק עוצמת פיתול גבוהה יותר (כלומר יותר כוח ותאוצה) דווקא במהירויות הנמוכות המאפיינות את רוב זמן התנועה של הרכב, ולפיכך יעילותו הכוללת גדולה יותר מזו של מנוע הבערה הפנימית. הוא מעניק גם יתרונות בטיחותיים רבי ערך, כגון אפשרות בלימה יעילה באמצעות היפוך כיוון המגעים החשמליים שמביא לעצירת המנוע. מעניין לציין כי בעת הבלימה מתפקדים רוב המנועים החשמליים כגנרטורים המפיקים חשמל שאפשר לנצל בדרכים שונות. אחת מהן היא טעינת קבל רב עוצמה המעניק לרכב מקור כוח נוסף לצורך התנעה. רוב יצרני הרכב בנו בעשר השנים האחרונות אבטיפוסים של מכונית חשמלית, אולם כולם נתקלו בבעיה קשה לפתרון. רכב חשמלי דורש סוללה גדולה, כבדה ובעלת יכולת אגירת אנרגיה חשמלית רבה. גם לאחר שפותחו סוללות העונות על דרישות אלה, התברר כי הן דורשות שעות רבות של טעינה בין נסיעה לנסיעה.


תאי דלק

אנרגיה חלופית חדשה, המופקת באמצעות תאי דלק, מציעה פתרון לבעיה זו. תא דלק הוא מנגנון המאפשר להפיק אנרגיה חשמלית ישירות ממימן ומחמצן, באמצעות תהליך כימי המתרחש בתוך כלי הרכב. חומר הדלק העיקרי בתא הדלק הוא מימן או חומרים המכילים מימן. מילוי מיכל הדלק של המכונית בחומרים אלה נמשך דקות ספורות ודומה לתהליך המילוי של בנזין. גם מרחק הנסיעה בין תדלוק לתדלוק אינו קטן מהמקובל במנועי בערה פנימית. בכל שאר המרכיבים דומות מכוניות המצוידות בתא דלק (אשר גם קיבלו את הכינוי "מכוניות מימן") למכוניות חשמליות אחרות. למעשה, מדובר במכונית חשמלית שבה תא הדלק מחליף את הסוללה כמקור לאנרגיית ההנעה החשמלית.

בדומה למכוניות החשמליות, מכוניות המימן תהיינה שקטות מאוד, ועלויות תחזוקתן תהיינה נמוכות בהרבה מאלה של המכוניות הנוכחיות. הן מכילות מספר קטן של חלקים נעים, ותופעות כמו שחיקה ובליה של חלקי מנוע נעים תהיינה נדירות יחסית. למעשה, סבורים כי אורך חייו של תא הדלק יהיה גדול בהרבה מזה של המכונית עצמה, וייתכן כי תאי דלק משומשים יוצאו ממכוניות ישנות ויועברו בשלמותם אל מכוניות חדשות יותר.

גורלה של מכונית המימן ייקבע על פי מחירה וביצועיה, כמו חיסכון בדלק, עוצמת המנוע, זמן התדלוק והמרחק בין תדלוק לתדלוק. בטכנולוגיה היום אפשר לתדלק תאי דלק בגז מימן, בגז מימן דחוס, במימן נוזלי, או בחומרים אחרים המכילים מימן כמו מתנול. צפיפותו האנרגטית (כמות האנרגיה שניתן להפיק מיחידת משקל) של המימן היא שליש בלבד מזו של בנזין, אולם דלק המבוסס על גז מימן יעיל פי שלושה מבנזין, ומתנול כחומר דלק יעיל פי שניים וחצי מבנזין. בדלק המבוסס על גז מימן מרחקי התדלוק יהיו קצרים יותר בגלל הצפיפות האנרגטית הנמוכה של הגז. אולם בעיה זו תיפתר באמצעות אספקת גז דחוס שיאפשר להשיג מרחק תדלוק של 400 קילומטרים. ניתן לאחסן את הגז הדחוס במכלי אלומיניום מחוזקים בסיבי פחמן העומדים בלחץ של 500 אטמוספרות. לשם כך מספיק מיכל דלק בנפח של כ-130 ליטרים האוגר מימן במשקל של 85 קילוגרם בלבד. תאי הדלק, אם כך, יכולים להתחרות במנוע הבערה הפנימית, בתנאי, כמובן, שמחיר המכונית יהיה סביר.

רבים חוששים מהמימן, משום שהוא גז מתלקח ונוטה להתפוצצות. בשנת 1937 עלתה בלהבות ספינת האוויר הגרמנית הינדנבורג מדגם צפלין(לנקד), בשלב הנחיתה בלייקהרסט שבניו ג'רסי. זוהי אחת הסיבות לתדמיתם הנמוכה של תאי הדלק המימניים, אולם פחדים אלו אינם מוצדקים תמיד. נקודת ההתלקחות הנמוכה של המימן קרובה לנקודת ההתלקחות של מתאן (גז בישול) וגבוהה בהרבה מזו של בנזין. אמנם שיעור הדליפה של מימן גבוה מזה של בנזין, אולם הוא גז קל ונוטה להתנדף במהירות רבה. אדי בנזין, למשל, כבדים מהאוויר, והסיכוי שישקעו ויתרכזו בנקודה רגישה לפיצוץ גבוה מזה של מימן.

המשימה הטכנולוגית הכרוכה בבניית מכלי דלק מימניים דומה לזו הכרוכה באחסון גזים טבעיים דחוסים להנעת מנועי בערה פנימית - טכנולוגיה המצויה בשימוש שנים ארוכות. למעשה, כל סוגי החומרים המשמשים כנשאי (לנקד) אנרגיה - החל בנפט ובנזין, וכלה בגזים טבעיים, הם דליקים ומסוכנים. למרות זאת, השימוש בגז לחימום ולבישול רווח ביותר, ואיש עדיין לא העלה את הרעיון לנתק את הערים הגדולות מאספקת הגז בגלל סכנת התלקחות או פיצוץ. שמירה קפדנית על כללי הבטיחות מאפשרת לטפל בביטחון רב בכל חומרי הדלק למיניהם.


מכונה נקייה או לא?

הסיבה העיקרית לעניין שמעוררים תאי הדלק היא באפשרות לייצר מכוניות שאינן פוגעות באיכות הסביבה. חסידי השיטה טוענים כי היא נקייה יותר מטכנולוגיית הרכב החשמלי. אמנם, הם אומרים, המכונית החשמלית מצטיינת ברמת זיהום אפס, אולם האנרגיה הדרושה להטענת הסוללות מופקת בתחנות כוח ובכורים גרעיניים, וכך, למעשה, היקף הזיהום לא השתנה, רק מיקומו. מצד שני, גם מקצת מכוניות תא הדלק אינן "נקיות" לחלוטין. בעוד שמכוניות מימן "מזהמות" את הסביבה במים בלבד, הרי מכוניות מתנול פולטות גם כמויות קטנות של פחמן דו חמצני ותחמוצת חנקנית בגלל הפעלת הממירים להפקת מימן. גם האחסון והשינוע של חומרי הדלק כרוך בזיהום אוויר מסוים, בגלל התאדות ודליפות צפויות בצנרת , חוקר בכיר במרכז ללימודי אנרגיה וסביבה הגזים שבתחנות הדלק ובמפעלי הייצור.

רוברט ויליאמס (Williams)
באוניברסיטת פרינסטון שבארצות הברית, סבור כי שיעור פליטת החומרים המזהמים המשפיעים על אפקט החממה ממנועי המימן, יהיה פחות מעשרה אחוזים משיעור פליטת חומרים אלה ממנועי הבנזין. במאמר פרי עטו שהופיע לאחרונה בעיתון "טכנולוג'י רוויו" (Technology Review), הוא כותב כי כמות הפחמן הדו חמצני אשר תשוחרר לאטמוספרה תהיה זהה לכמות אשר נלקחה ממנה לצורך פוטוסינתזה על ידי הצמחים, אשר הפכו במרוצת הזמן לביו-מסה, שממנה יופק מימן או חומר אחר המכיל מימן להנעת המכונית המימנית.

אולם גם הערכה זו נתונה למחלוקת. בארץ יש מדענים המודים, כי אמנם המשוואה הזאת נכונה מבחינה כימית, אך שגויה כשמדובר באיכות הסביבה. "אין מקום להשוואה בין שני התהליכים", הם אמרו ל"גליליאו". "הפקת המימן מהביו-מסה תשחרר לאוויר כמויות עצומות של פחמן דו חמצני בפרקי זמן קצרים ובנקודות מובחנות (אתרי הייצור). אי אפשר לבטל את ההשפעה הסביבתית של פליטה זו, למרות שמשקלה הכימי זהה למשקל הגז שהצמחים קלטו(לשנות) לאורך תקופה ארוכה ועל פני שטחי גידול נרחבים".

אולם גם הערכה זו נתונה למחלוקת. בארץ יש מדענים המודים, כי אמנם המשוואה הזאת נכונה מבחינה כימית, אך שגויה כשמדובר באיכות הסביבה. "אין מקום להשוואה בין שני התהליכים", הם אמרו ל"גליליאו". "הפקת המימן מהביו-מסה תשחרר לאוויר כמויות עצומות של פחמן דו חמצני בפרקי זמן קצרים ובנקודות מובחנות (אתרי הייצור). אי אפשר לבטל את ההשפעה הסביבתית של פליטה זו, למרות שמשקלה הכימי זהה למשקל הגז שהצמחים קלטו(לשנות) לאורך תקופה ארוכה ועל פני שטחי גידול נרחבים".

בדיקה של משרד האנרגיה האמריקני העלתה כי אם בשנת 2010 יונעו כל כלי הרכב הפרטיים והטנדרים בארצות הברית בתאי דלק, יהיה אפשר לתמוך בצי זה באספקת מימן שיופק מ-280 אלף קילומטרים רבועים של גידולים חקלאיים. זהו היקף הגידולים הזוכים היום לתמיכה ממשלתית לשם שמירה על מחירי התוצרת החקלאית ועל הקרקעות. ענף חקלאי חדש זה יפטור את הממשל הפדרלי מהצורך לממן גידולים אלה, ויעניק מקור הכנסות ותעסוקה חשוב למגזר החקלאי.

עם המנוע החשמלי מתוצרת חברת BBC.

שיקולים זרים

בחודש פברואר השנה דיווח העיתון "אומני" (Omny) כי כמה חברות אמריקניות גדולות כמו לוקהיד, אלייד סיגנל, דאו וג'נרל מוטורס, מנהלות בימים אלה תכניות לפיתוח תאי דלק מימניים. "מדובר בתחום הנדסי בעל סיכונים עסקיים רבים,וסיכויים מרשימים לא פחות", אמר לעיתון פול מק'גריידי, היו"ר והמייסד של חברת אירווירומנט, המסייעת לחברת ג'נרל מוטורס לתכנן את המכונית החשמלית שלה. הפרויקט האחרון של החברה, מטוס המונע במנוע חשמלי סולרי, צויד בתאי דלק המאפשרים לו לטוס גם בלילה.

ייתכן כי מבחינה טכנולוגית אנו קרובים לנקודה שבה מנוע הבערה הפנימית צריך לפנות את מקומו לטכנולוגיות חדשניות, יעילות, חסכוניות וידידותיות יותר לסביבה. אלא שתהליך זה מסובך מאוד, וביצוע מהפכה תחבורתית מסוג זה כולל מרכיבים לא טכנולוגיים כבדי משקל. תעשיית הרכב היא התעשייה הגדולה והמשגשגת בעולם. במדינות כמו ארצות הברית, גרמניה, יפן, קוראה ואחרות, משמשת תעשייה זו עמוד שדרה מרכזי של הכלכלה הלאומית. שיקולים כלכליים כמו אובדן יתרונות יחסיים של תאגידי רכב גדולים, או הצורך בהשקעות תשתיתיות עצומות, עשויים לעכב את מה שנתפס כמהפכה הכרחית.

קושי אחד נעוץ בצורך להקים תשתית חדשה של תחנות תדלוק לאורך מיליוני קילומטרים של כבישים בעולם: תחנות דלק לא ייפתחו בלא שבכבישים ינוע צי גדול של מכוניות המופעלות בתאי דלק, ולקוחות לא ירכשו מכוניות אלה בלא שתוקמנה תחנות רבות לאורך הדרכים.

היוזמות, העושות כיום את צעדיהן הראשונים, אמורות להתגבר על הבעיה באמצעות עידוד יצירת ציי רכב גדולים אשר בשלבים הראשונים יוכלו להסתמך על מערך התדלוק העצמי שלהם. בקנדה מופעל כיום אוטובוס כזה כחלק מפרויקט ניסיוני. גם משרד האנרגיה האמריקני אמור בימים אלו לסיים את בנייתם של שלושה אוטובוסים ולהתחיל בניסויי הפעלה של צי אוטובוסים עירוניים כבר במהלך .1995

למרות זאת עדיין מוקדם לטעון שהבעיות הטכנולוגיות נפתרו ונותרו רק בעיות ארגוניות. תאי הדלק הם עדיין אבזרים כבדים, ובמצב הפיתוח הנוכחי קשה לצייד בהן מכוניות פרטיות או משפחתיות. בחודש מאי פורסם דוח של "המכון למשאבי העולם" הדן בהנעה חשמלית או בהנעה באמצעות מימן. דלקים כמו מתנול, גזים טבעיים דחוסים או אתנול, נמסר בדוח, לא יפחיתו באופן משמעותי את רמת זיהום האוויר. "ניתן יהיה להתייחס אל תאי דלק מימניים כאל טכנולוגיה אפשרית", נכתב בדוח, "רק אם ייעשו שיפורים משמעותיים בתאים אלה ובאמצעי אגירת המימן". הדוח טוען כי תומכי השימוש בדלק חלופי מסוג אתנול הם בעיקר חקלאים (אשר מגידוליהם הוא יופק) ונציגי הלובי החקלאי, ומרמז בכך על קצהו של קרחון הוויכוח על רכב העתיד,ויכוח שבו שזורים שיקולים לאומיים, טכנולוגיים וכלכליים זה בזה.

-----------------------------------------------------------------------

המתחרה: מכונית חשמלית

בשנת 1750 חש מורה למתמטיקה מברלין, יוהאן גיאורג זולצר, צריבה בלשונו כאשר נגע בקצותיהם של שני מוטות מתכת (נחושת ואבץ) שהיו צמודים זה לזה בקצותם. למרות שלא הבין את משמעות הגילוי, הייתה תצפית זו הצעד הראשון שהביא לפיתוח הסוללה החשמלית. הסוללה החשמלית היא המקור הנפוץ ביותר לאנרגיה חשמלית בהספק נמוך. רוב האנרגיה החשמלית המשמשת אותנו מיוצרת על ידי גנרטורים גדולים הממירים תנועה מכנית לאנרגיה חשמלית. הסוללה, לעומת זאת, מפיקה אנרגיה חשמלית באמצעות תהליכים כימיים.

מחקרים שנערכו במהלך מאתיים השנים שלאחר ניסויו של זולצר גילו כי מתכות המושרות בתמיסה נוזלית נוטות לשחרר יונים (אטומים טעונים חיובית או שלילית) אל תוך הנוזל. יונים אלה נצמדים אל פני המתכת ויוצרים סביבה שכבה בעלת מטען חשמלי חיובי. התא החשמלי הפשוט ביותר המבוסס על תופעה זו קרוי "תא דניאל". מוט אבץ (קתודה) הטבול בתמיסה של חומצה גופרתית משחרר אל התמיסה יונים חיוביים, כלומר, אטומים של אבץ אשר איבדו אלקטרון. האלקטרונים "האבודים" עוברים דרך תיל חשמלי אל תא נוסף, שבו מצוי מוט נחושת (אנודה) בתוך תמיסת נחושת גופרתית. יוני נחושת חיוביים (חסרי אלקטרון) אשר הומסו בעקבות המגע בין תמיסת הנחושת הגופרתית לבין מוט הנחושת, ומצויים על פני המוט, מקבלים אלקטרונים אלה והופכים לאטומי נחושת השוקעים בתחתית התא.

שני התאים שתוארו מחוברים זה אל זה באמצעות מחיצה נקבובית דקה. מחיצה זו מאפשרת ליוני האבץ לעבור אל התא השכן עקב הבדלים בריכוז של שתי התמיסות. הוצאת יוני האבץ מתא הקתודה מונעת מהחומצה הגופרתית להגיע במהירות למצב של רוויה, ובכך מגדילה את הנצולת של התא החשמלי. בשנים האחרונות פותחו סוללות חשמליות הפועלות על בסיס חומרים שונים, אולם כולן פועלות על פי העיקרון הבסיסי של תא דניאל. מאמצים רבים מושקעים כיום בפיתוח סוללות אשר רמת יעילותן תתאים להנעת מכוניות הפועלות באמצעות מנוע חשמלי.

מדינת קליפורניה הקימה באמצע שנת 1993 קונסורציום (ארגון המשמש מסגרת על לפעילות משותפת של כמה חברות שונות ושל גורמים ממשלתייים) לפיתוח מכוניות וכלי רכב חשמליים כדי "להנחית את טכנולוגיית החלל על פני האדמה". בארגון החדש חברות יצרניות רכב גדולות וסוכנויות מחקר ופיתוח ממשלתיות. בהן מדינת קליפורניה, ג'נרל מוטורס, לוקהיד, סאות'רן קליפורניה ועוד.

עד היום אופיינו רוב המכוניות החשמליות במחיר גבוה ובטווח נסיעה מוגבל. במסיבת עיתונאים במפעל ייצור של חברת לוקהיד בלוס אנג'לס (אשר ננטש בעקבות קיצוץ בתקציבי ההגנה האמריקניים), המשמש כמשרד הראשי של הקונסורציום, אמר לון בל, נשיא הקונסורציום, כי בין השנים 1996-1994 ייצר הקונסורציום אבטיפוס של מכונית חשמלית ואוטובוס. כדי לעודד את השימוש ברכב זה, יותקנו בשלב הראשון 150 תחנות טעינה לכלי רכב חשמליים ברחבי קליפורניה.

מגמה זו אינה ייחודית לארצות הברית. ביפן הוקמה ועדה ממשלתית אשר אמורה לדאוג לכך כי עד סוף שנות התשעים ייוצרו ביפן 100,000 מכוניות חשמליות. איגוד הרכב החשמלי היפני תומך במחקר ובפיתוח בנושא זה בהיקף של שלושה מיליארד דולר בשנה. היצרניות האירופיות המעורבות היום בפיתוח רכב חשמלי הן ב.מ.וו. (.B.M.V), פיאט, פולקסווגן והתעשייה הבריטית המקבלת תמיכה ממשלתית מנהל הפיתוח של פולקסווגן, ד"ר הייקו ברסקה, מאמין כי בשנת אלפיים ייוצרו מוגברת. בעולם כ- 200 אלף מכוניות חשמליות. החברה עומדת להציג באולמות המכירה שלה מכונית גולף בעלת מנוע חשמלי. ברסקה מאמין יותר במכונית היברידית (ראו להלן), ולדעתו פולקסווגן לא תוכל להציג מכונית היברידית למכירה לפני שנת .1996

מכונית היברידית היא מכונית כלאיים, הכוללת מנוע בנזין ומנוע חשמלי. הפתרון מבוסס על מחקר סטטיסטי, הקובע כי מכונית ממוצעת באירופה נוסעת פחות מ- 50 קילומטרים מדי יום. המכונית ההיברידית מיועדת לנסוע את כל הנסיעות הקצרות והעירוניות באמצעות המנוע החשמלי. כאשר היא תעלה על כביש מהיר, ותיסע למרחקים גדולים, ייכנס מנוע הבנזין לפעולה.

צ'יקו היא "מכונית רעיון" היברידית. היא מתוכננת כמכונית עירונית לשני מבוגרים וילד. כאשר מהירות נסיעתה עולה על 60 קילומטרים בשעה, מופעל מנוע בערה פנימית בנפח של 630 סמ"ק, המביא אותה למהירות שיוט של 130 קמ"ש. באותה הזדמנות נדחסו למכונית עוד כמה פלאים אלקטרוניים המרמזים על פניה של מכונית העתיד. היא מצוידת במערכת "סע חנה" המנחה את הנהג כיצד למצוא את מקום החניה הקרוב ביותר, ואף מזמינה עבורו מקום בחניון. ההנחיה מופיעה, בדומה למערכות תצוגה עלית מוטסות, על גבי השמשה הקדמית, והנהג אינו צריך להוריד את עיניו אל לוח המחוונים כדי לדעת מה מצב הרכב. החניה עצמה נעשית בעזרת ארבעה חיישני הכוונה המאתרים חניה מתאימה בגודלה למכונית, ומסייעים לנהג לנווט את הרכב אל תוך החניה. לאחר שהוא יוצא מהמכונית, נכנסת לפעולה מערכת של תאים סולריים על גג המכונית: הם דואגים לקרר את תא הנוסעים בעת חניה ממושכת בתנאי חום.

-----------------------------------------------------------------------

אופן פעולת תאי הדלק

בדומה לסוללה החשמלית, גם תאי הדלק מפיקים אנרגיה חשמלית באמצעות תהליך כימי. סוללות חשמליות מתרוקנות במהלך השימוש (נסיעה), ודורשות טעינה מחודשת באמצעות אנרגיה חשמלית המחזירה את מצבן הכימי לקדמותו. כיום, טעינת סוללת רכב חשמלי עשויה להימשך שעות רבות, גם אם הוא נסע 150 קילומטרים בלבד. בתאי דלק, לעומת זאת, התהליך הכימי הוא חד כיווני. תא הדלק אינו דורש טעינה מחודשת אלא רק תדלוק מחודש בכל פעם שהתרוקן. במובנים רבים מזכירה פעולת תא הדלק את פעולתו של תא דניאל, אלא שכאן הזרם החשמלי נוצר כתופעת לוואי של ייצור מים ממימן ומחמצן. התא מכיל אנודה (אלקטרודה שלילית), קתודה (אלקטרודה חיובית), תווך אלקטרוליטי ומוליך חשמלי המקשר את האנודה והקתודה דרך עומס (מנוע חשמלי).

גז מימן המורכב משני אטומי מימן (H2) מאבד אלקטרונים כאשר הוא בא במגע עם האנודה, הבנויה מלוח מתכת נקבובית מוליכה המצופה בפלטינה המסייעת להאצת הפעולה הכימית. המימן מתפרק ליוני מימן בעלי מטען חשמלי חיובי (+H) המחלחלים דרך תווך אלקטרוליטי, העשוי מיריעת פולימר דקה כשערת אדם, אל הקתודה. בקרבת הקתודה נפגשים יוני המימן עם מולקולות של גז חמצן (O2) אשר נלקח מהאוויר החופשי. המפגש בין מולקולת חמצן, יון מימן ואלקטרון המגיע אל האנודה דרך תיל מוליך, יוצר מולקולת מים (H2O). כאמור, התופעה החשובה והמרתקת בתהליך זה של יצירת מים, היא שאלקטרונים שנפרדו מהמימן עוברים דרך המוליך החשמלי מהאנודה לקתודה. תנועת האלקטרונים היא זרם חשמלי, אשר בחולפו דרך העומס מניע מנוע חשמלי או מבצע כל עבודה חשמלית אחרת.

יש כמה סוגים של תאי דלק המממשים, בשינויים קטנים, עיקרון זה. תא הדלק הוא גוף דק, ומערך אספקת האנרגיה למכונית יהיה מורכב ממספר תאי דלק המחוברים חשמלית בטור. התא שנחשב כבעל הסיכויים הרבים ביותר לשמש מקור אנרגיה חלופי לכלי רכב הוא זה שפותח בשנות השישים עבור תכנית החלל האמריקנית ושימש כמקור האנרגיה החשמלית של חלליות ג'מיני אשר הקיפו את כדור הארץ.

בעוד שתאי הדלק יפעלו באמצעות מימן, הדלק שיוזן למכונית עשוי להיות מימן או "מוליך מימני", כלומר, חומר אחר אשר ממנו יופק המימן בתוך הרכב עצמו. אם המכוניות יתודלקו במימן, ייתכן כי הדלק יופיע כגז מימן, מימן נוזלי, או חומרים אחרים כמו תרכובות של מימן ומתכת. במקרה האחרון יצוידו המכוניות בממירים אשר ישחררו את המימן הכלוא בתרכובת באמצעות חימומה. משימה זו אינה קשה, שכן בנוסף ליצירת מים, פעולת תא הדלק משחררת גם חום שאפשר לנצל להפקת המימן במכונית. מוליך מימני אחר הוא הגז מתנול. תגובה כימית הנוצרת בין מתנול לאדי קיטור בנוכחות חומר מאיץ מאפשרת להפיק ממנו מימן ופחמן דו חמצני (CO2). תא הדלק מנצל את המימן ופולט את הפחמן הדו חמצני לאוויר - אם כי בכמות זעירה ביותר יחסית למנוע בערה פנימית.

ראוי לציין כי אפשר להפיק את המימן או את תרכובות המימן ממקורות שונים ומגוונים, כמו גזים טבעיים, ניצול אשפה ופסולת עירונית, ביו-מסה או פחם. אפשר להפיק מימן גם ממים באמצעות תהליך אלקטרוליזה.

-------------------------------------------

 
13/06/06
חזרה לעמוד קודם





להערות כתוב אל :
a_spin@walla.co.il