چگونه قطارهای هیدروژنی می‌توانند به اهداف آب و هوایی بلندپروازانه کمک کنند
تغییرات آب و هوایی و مسائل زیست‌محیطی اکنون به عنوان نیروهای محرکه اصلی سیاست مطرح شده‌اند و فشار زیادی بر صنعت حمل‌ونقل وارد کرده‌اند تا اثر کربن قابل توجه خود را کاهش دهد. در این بین، یک راه حل غیرمنتظره از گذشته دوباره مطرح شده است: قطارها.
زمانی که قطارها با آلودگی ناشی از موتورهای زغالی شناخته می‌شدند، اکنون راه‌آهن بستر نوآوری‌های حمل‌ونقل دوستدار محیط‌زیست را رهبری می‌کند. جدیدترین موفقیت؟ قطارهایی که با سوخت هیدروژن حرکت می‌کنند، می‌توانند حمل‌ونقل عمومی را متحول کرده و سفر ریلی را به سبزترین گزینه حمل‌ونقل موجود تبدیل کنند.
یک دستاورد بی‌سابقه در زمین‌های وسیع کلرادو در مارس ۲۰۲۴ اتفاق افتاد. Stadler Flirt H2 ، یک قطار با نیروی هیدروژن، با پیمودن ۱۷۴۱ مایل بدون توقف در طی ۴۶ ساعت پیوسته، رکورد جدیدی را ثبت کرد.
این موفقیت توانایی تکنولوژی سوخت هیدروژن را نشان داد و علاقه جهانی به پتانسیل آینده سفر ریلی را برانگیخت.
قطار Flirt H2 ساخت سوئیس توسط Stadler با استفاده از سلول‌های سوخت هیدروژن پیشرفته کار می‌کند که هیدروژن و اکسیژن را به برق تبدیل می‌کنند. این نیرو موتوهای الکتریکی پرسرعت را به حرکت در می‌آورد و تبدیل انرژی در حال حرکت صورت می‌گیرد. کارآیی این سیستم با ذخیره انرژی اضافی ترمز در باتری ها برای استفاده بعدی، که مصرف کلی انرژی را به شدت کاهش می‌دهد، بیشتر افزایش می‌یابد.
اگرچه این دستاوردها تحسین‌برانگیز هستند، اما بر پایه‌های علمی که بیش از ۲۰۰ سال پیش گذاشته شده بودند، استوار شده‌اند. در سال ۱۸۰۰، محققان انگلیسی ویلیام نیکلسون و آنتونی کارلایل الکترولیز را پیشگام کردند، نشان دادن چگونگی تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن با استفاده از برق. این پیشرفت به ساخت اولین سلول سوخت هیدروژنی توسط سر ویلیام رابرت گروو راه باز کرد.
سلول‌های سوخت هیدروژنی بعدها در مأموریت‌های فضایی ناسا نقش حیاتی ایفا کردند و فضاپیماهای جمینی و آپولو را به نیروی خود مجهز کردند. با پیشرفت تکنولوژی، این سلول‌ها در موارد روزمره‌ای مانند لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌های همراه و ژنراتورهای قابل حمل هم راه پیدا کردند. امروزه همین تکنولوژی در حال تغییر دادن صنعت راه‌آهن است.
پیشگامان راه‌آهن با سوخت هیدروژن
تولیدکنندگان جهانی قطارها بر سر توسعه لکوموتیوهای با سوخت هیدروژن رقابت می‌کنند.
در سال ۲۰۱۶، شرکت فرانسوی Alstom قطار Coradia iLint را معرفی کرد که در سال ۲۰۱۸ به عنوان اولین قطار مسافربری با سوخت هیدروژن در استفاده تجاری منظم در آلمان تاریخ ساز شد. از آن زمان، iLint بیش از ۲۰۰۰۰۰ کیلومتر – معادل پنج سفر دور کره زمین – را با این تکنولوژی پیشگامانه پیموده است.
در همین حال، در بریتانیا، جایی که راه‌آهن مدرن منشأ گرفته، پروژه HydroFLEX توجهات زیادی را به خود جلب کرده است.
این ابتکار مشترک بین مرکز تحقیقات راه‌آهن دانشگاه بیرمنگام، Alstom و شرکت بریتانیایی ساخت قطار Porterbrook است که هدفش افزودن سیستم‌های سوخت هیدروژنی به قطارهای موجود است.
این استراتژی برای مقابله با مسائل هزینه و زیرساخت‌ها حیاتی است و همچنین با احیای هزاران قطار دیزلی و الکتریکی موجود، به پایداری کمک می‌کند.
رویای سبز: وعده‌ها و چالش‌ها
قطارهای با سوخت هیدروژن تصویری دلپذیر از سفر بدون آلایندگی ارائه می‌دهند که ممکن است برای کمک به کشورها در دستیابی به اهداف کاهش کربن، حیاتی باشد. به عنوان مثال، بریتانیا هدفی برای کاهش ۸۰ درصدی انتشار کربن تا سال ۲۰۵۰ از سطح ۱۹۹۰ تعیین کرده است. پروفسور استیون جرویس، که دانشکده مهندسی و علوم فیزیکی دانشگاه بیرمنگام را رهبری می‌کند، ابتکارهایی مانند HydroFLEX را کلیدی برای رسیدن به این اهداف می‌داند.
با این حال، گذار به یک سیستم ریلی مبتنی بر هیدروژن با موانعی روبرو است. علیرغم پتانسیل تکنولوژی، موانع فنی، اقتصادی و مقرراتی قابل توجهی وجود دارند که باید بر آن‌ها غلبه کرد.
معمای هیدروژن
یکی از چالش‌های اصلی در توسعه قطارهای هیدروژنی تولید سوخت است. برای اینکه قطارها واقعاً دوستدار محیط‌زیست باشند، باید از
