מנוע בהנעת מימן

 

המחסור העצום בדלקים והצורך להסתמך פחות על מוצרים המופקים מנפט הובילו לאיתור דרכים חדשות להנעה של כלי רכב. בעוד חלק מהחברות בחרו להתמקד במנועים חשמליים, כעת נמצאה אלטרנטיבה נוספת: מנוע הפועל על מימן. הדבר מאפשר להשתמש בחומר הנמצא בזמינות גבוהה מאוד ותהליך הפקתו אינו גורם לפליטה של מזהמים. במאמר זה נסקור את המנוע של מודל מיראי מבית טויוטה הפועל בטכנולוגיה זו ונעמיק ביתרונות המעבר למימן.

 

מיראי – כשטויוטה המציאה מחדש את תחום הרכב

 

מפתיע לגלות, אך הדור הנוכחי של טויוטה מיראי אינו הראשון אלא דווקא השני הפועל על טכנולוגיה של הנעת מימן. מנוע המיראי החשמלי הוא בהספק של 182 כ"ס (במקום 151 של הדור הקודם) והרכב מגיע למומנט של 30.6 קג"מ ב-3,267 סל"ד. 

המיראי הישן הוא בעל ארבעה מקומות ישיבה ונוח להפליא לשני היושבים במושב האחורי. בנוסף במודל הנוכחי נוסף מכל מימן שעבר קדימה אל מתחת למכסה המנוע, וכך למעשה יש מקום רב יותר ליושבים במושב האחורי. 

בנוסף, טווח הנסיעה של הרכב עלה ל-650 ק"מ בכל מילוי של מימן בהשוואה לדגמים קודמים, בזכות הגדלת נפח המילוי ושיפור יכולת המנוע לנצלו. המיכל של טויוטה מיראי מסוגל לאחסן כיום 5.6 ק"ג של מימן במקום 5 ק"ג של מימן בגרסה הקודמת, שהיו מפוצלים בין שני מיכלים. כיום, יש שלושה מכלים.

מערכת המימן החדשה ברכב פועלת על בסיס סוללת ליתיום־יון ולא על בסיס סוללת ניקל כמו הדור הקודם של הרכב. הדבר מעניק לרכב עוצמה גבוהה יותר ומאפשר ניצול טוב יותר של החלל המצומצם, משום שסוללה זו קטנה יותר. הספק התא החדש עומד על 128 קילוואט. המהירות המירבית של המודל החדש עומדת על 175 ק"מ והוא מאיץ ב-9.2 שניות מ-0 ק"מ ועד ל-100 ק"מ.

רכב זה, לצד מנוע מימן, מגיע גם עם מערכות בטיחות חכמות כמו כל דגם של טויוטה. המערכות כוללות: מערכת בלימת חירום אוטונומית, תיקון סטיה מנתיב, מעבר אוטומטי לאורות גבוהים ובקרת שיוט אדפטיבית.

נעמיק מעט יותר בטכנולוגיית המימן החדשנית המניעה את הרכב הזה, ונגלה מה הופך אותה לבשורה המשמעותית לדורות הבאים.

 

כיצד פועלת הנעת המימן בטויוטה מיראי?

 

למרות שאנו נוטים לחשוב שמים הם למעשה מימן, בפועל כל מולקולה של מים מכילה שני אטומים של מימן ואטום אחד של חמצן. בכל רכב העובד על בסיס טכנולוגיה זו נוצרת ריאקציה כימית בין המימן הקיים במכלים לחמצן וכך מופקת אנרגיה חשמלית שמאפשרת לרכב לנוע.

 

מדוע כדאי לעבור להנעת מימן?

 

קיימים מספר יתרונות למנועי המימן עליהם נעמוד בקצרה.

כאשר משתמשים במנוע, תמיד יש תוצר לוואי המופק בתהליך יצירת האנרגיה. במנועי בנזין תוצרי הלוואי הם מזהמים כמו פחמן דו חמצני וחומרים נוספים המופקים בעת הבערה. לעומת זאת, כאשר משתמשים במנועי מימן התוצר המופק בתהליך הוא אחד מהחומרים הטבעיים ביותר בכדור הארץ - מים טהורים. 

הזמינות של המימן היא גבוהה ביותר. ניתן לחלץ אותו מכל חומר נוזלי, לרבות מי ביוב ושפכים, מדלקים שונים וכמובן מכל מקורות המים בעולם. לכן, מדינות שאין בהן נפט אינן תלויות במקור האנרגיה הנדיר להפקת אנרגיה לתנועת כלי הרכב. כיום, מתוכננים לא רק כלי רכב פרטיים העובדים על טכנולוגיה זו, אלא גם אוטובוסים שיכולים לנוע בקלות במקומות שבהם יש מיכלי מימן שקל להפיק ולשנע.

היתרון הנוסף של המימן הוא היכולת להשתמש באנרגיה המופקת ממנו בקלות. בניגוד לדלק שמסוגל להעניק טווח מוגבל של קילומטרים בעת הבערה, ממימן אפשר להפיק אנרגיה חשמלית רבה יותר והוא פועל ביעילות מקסימלית. לכן, מנוע מימן לרכב מסוגל לניצולת אנרגיה טובה יותר ממנוע בנזין.

 

האם הנעת מימן כבר נמצאת בשימוש בתחומים אחרים?

 

אכן כן. בתקופה זו ישנה מודעות עולמית לצורך העצום בשמירה על איכות הסביבה וקיימות. אנו תופסים יותר ויותר ששימוש בחומרים שקיימת מגבלה באיסופם (כמו נפט וגז) יפגעו בדורות הבאים. לכן, כבר היום יש תכנון להעביר מערכות נוספות למימן. בין היתר, נראה מפעלים הפועלים על אנרגיה זו, חימום ביתי שמופעל על מימן וכמובן תחבורה ציבורית וכלי רכב הנוסעים על מנוע מופעל מימן.

 

ההיבט הכלכלי

 

למנועי המימן יש יתרון כלכלי משמעותי עבור הנהג משום שניתן בקלות למלא את מצבורי המימן בעלות נמוכה יותר מזו של רכישת דלקים אחרים. לאורך זמן, הסכום שנחסך בשל הנעת הרכב במימן הופך את ההשקעה בדגמים העובדים בטכנולוגיה זו למשתלמים במיוחד. בנוסף, מדינות המתקשות להשיג דלקים אחרים יכולות להשתמש במאגרי המים שלהן ולייצר מהם מימן הזמין לשימוש כאנרגיה פעילה. 

 

הזמן שלוקח לתדלק רכב הפועל על מימן

 

אחד היתרונות הנוספים שיש לפעולה על בסיס של מימן הוא הזמן שלוקח לטעון את הרכב. אם תדלוק רגיל אורך מספר דקות והטענה של רכב חשמלי יכולה לארוך בין שעתיים לשבע שעות, טעינה של מימן היא מהירה מאוד. כדי למלא את המיכל נדרשות רק דקות ספורות. לאחר מכן, אפשר לצאת לדרך ולחצות את כל ישראל לאורכה, ועוד לחזור חזרה חצי מהמדינה. מדובר בנסיעה משתלמת ביותר של 650 ק"מ. 

לסיכום, כפי שאפשר לראות הנעת מימן היא חלק בלתי נפרד מהעתיד של כדור הארץ, ואנו צפויים לראות את כלי הרכב המונעים במימן כחלק משמעותי מהמאבק לשימוש באנרגיה מתחדשת. אם נחשוב על כך, התוצר המופק מהרכב הוא מים, שמהם אפשר להפיק שוב מימן ולהמשיך לחדש את אותה אנרגיה שוב ושוב, ובכך להמשיך לתרום ולסייע למאבק הכה חשוב באיכות הסביבה ולתרום לסביבת חיים ירוקה יותר. כיום, האינטרס המשותף של קיימות ושמירה על איכות הסביבה לצד חסכון כספי ממומש בכלי הרכב שאינם מונעים הנעת בנזין.