الهيدروجين قادم للإنقاذ

وقد قام اتحاد من الوكالات الفيدرالية الأمريكية بتجميع أمواله ومجموعة واسعة من الخبرات لإعادة اختراع سيارة الطوارئ. إن الشاحنة الصندوقية الكهربائية الهجينة التي توصلوا إليها هي محايدة للكربون. وفي أعقاب كارثة طبيعية مثل الإعصار أو حرائق الغابات، يمكن للمركبة، التي تسمى H2Rescue، توفير الطاقة الكهربائية والمياه الصالحة للشرب للناجين بينما تعمل كمركز قيادة يتم التحكم في درجة حرارته لأفراد الإنقاذ.

تقول الوكالات التي مولتها وطورتها من فكرة على الورق إلى نموذج أولي لمركبة طوارئ من الفئة 7 إنها سعيدة بنتائج المشروع، الذي يتم استخدامه الآن لمزيد من البحث والتطوير.

“في أي وقت تقوم فيه خلية الوقود بإنتاج الطاقة لتحريك السيارة أو لتصدير الطاقة، فإنها تقوم بتوليد المياه.” -نيكولاس جوزيفيك، مختبر أبحاث البناء التابع لفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي

فازت شركة Cummins، صانعة محركات الشاحنات والقاطرات التجارية، والتي تعهدت بجعل جميع مركباتها للطرق والسكك الحديدية الثقيلة خالية من الانبعاثات بحلول عام 2050، بجائزة تنافسية قدرها مليون دولار لبناء H2Rescue، التي تستمد طاقتها من خلية وقود الهيدروجين التي تشحن بطاريات الليثيوم أيون الخاصة بها. وفي العروض التوضيحية، بما في ذلك واحدة في الصيف الماضي في مرافق المختبر الوطني للطاقة المتجددة في كولورادو، أثبتت الشاحنة قدرتها على القيادة لمسافة 290 كيلومترًا، ثم تولت أدوار محطة توليد الطاقة، ومركز القيادة المتنقل، و(بإذن من مورد “عادم” الشاحنة). من مياه الشرب النظيفة.

يحتوي نظام خزان الهيدروجين الموجود خلف كابينة الشاحنة التي يبلغ وزنها 15000 كجم على 175 كجم من الوقود عند ضغط 70 ميجا باسكال (700 بار). قال باحث الأنثروبولوجيا المدنية لانس لاركين في مختبر أبحاث هندسة البناء التابع لفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي (CERL) في شامبين بولاية إلينوي: IEEE الطيف وهذا ما يكفي من الوقود لخلية الوقود لتوليد 1800 كيلووات/ساعة من الطاقة. ويقول إنه يكفي لإبقاء الأضواء مضاءة في 15 إلى 20 منزلًا متوسطًا في الولايات المتحدة لمدة ثلاثة أيام تقريبًا.

يمكن لخلية الوقود توفير الطاقة مباشرة لمجموعة نقل الحركة في الشاحنة. ومع ذلك، فهي تشحن بشكل أساسي حزمتين من البطاريات بسعة إجمالية تبلغ 155 كيلووات/ساعة لأن البطاريات أفضل من خلايا الوقود في التعامل مع متطلبات الطاقة المتغيرة التي تأتي مع دفع السيارة. عندما تكون الشاحنة في موقع الكارثة، يمكن لخلية الوقود تشغيل وإيقاف نفسها تلقائيًا للحفاظ على البطاريات مشحونة أثناء تصدير الطاقة الكهربائية إلى المباني التي قد تكون في الظلام. ويقول نيكولاس جوزيفيك، وهو مهندس صناعي في CERL: “إذا طُلب منها تصدير 3 كيلووات، على سبيل المثال، لتشغيل عدد قليل من أجهزة الكمبيوتر، فإن الوقود الموجود في خزاناتها يمكن أن يبقيها تعمل بالطاقة لأسابيع”.

وكأن ذلك لم يكن كافيًا، يقوم خزان التخزين الموجود على متن الطائرة بالتقاط الماء الناتج عن التفاعلات الكهروكيميائية في خلية الوقود. يقول جوزيفيك: “في أي وقت تقوم فيه خلية الوقود بإنتاج الطاقة اللازمة لتحريك السيارة أو تصدير الطاقة، فإنها تقوم بتوليد المياه”. والنتيجة: ما يقرب من 1500 لتر من المياه النظيفة متاحة في أي مكان لا تتوفر فيه إمدادات مياه البلدية أو مياه الآبار أو غير آمنة.

“عندما تقود H2Rescue إلى موقع ما، فلن تحتاج إلى سحب هذا المولد خلفك، لأن الشاحنة نفسها هي مولد.” —نيكولاس جوزيفيك، مختبر أبحاث البناء التابع لفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي

ويشير جوزيفيك إلى أن ما يمكن أن تفعله لا يقل أهمية عن ما لن تفعله: “في حالة الطوارئ التقليدية، ترسل شاحنة ديزل وتقوم شاحنة الديزل هذه بسحب مولد يعمل بالديزل، حتى تتمكن من توفير الطاقة إلى الموقع”، كما يقول. “وشاحنة ديزل أخرى تسحب خزان الوقود لتزويد مولد الديزل بالوقود. قد تقوم شاحنة ثالثة بسحب مقطورة عليها خزان مياه.

ويواصل قائلا: “ولكن عندما تقود H2Rescue إلى موقع ما، فلن تحتاج إلى سحب هذا المولد خلفك، لأن الشاحنة نفسها هي مولد. لا يتعين عليك سحب مقطورة مليئة بالمياه، لأنك تعلم أنه أثناء تواجدك في الموقع، سيكون H2Rescue هو مصدر المياه الخاص بك. ويضيف أن H2Rescue لن يسمح للمستجيبين الأوائل بالتخلص من بعض المعدات فحسب، بل سيقضي أيضًا على تلوث الهواء والضوضاء التي تأتي بشكل قياسي مع المركبات والمولدات التي تعمل بالديزل.

يتذكر لاركين أن الدافع لتطوير مركبة الطوارئ الخالية من الانبعاثات جاء في عام 2019، عندما أدت سلسلة من الكوارث الطبيعية في جميع أنحاء الولايات المتحدة، بما في ذلك حرائق الغابات والأعاصير، إلى تحفيز العمل. ويقول: “المنظمات التي مولت هذا المشروع لاحظت ذلك ورأت الحاجة إلى دعم بديل في حالات الطوارئ”. ويشير لاركن إلى أنهم سألوا أنفسهم: “”ما الذي يمكننا فعله لمساعدة المستجيبين الأوائل لدينا على مواجهة هذه الكوارث الطبيعية؟‘ البقية، كما يقولون، هو التاريخ.”

عندما سئل جوزيفيك عن الموعد الذي سنرى فيه قيام الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ، المسؤولة عادة عن الاستجابة للكوارث في أي مكان في الولايات المتحدة الخمسين، بإرسال شاحنة H2Rescue إلى أعقاب إعصار، على سبيل المثال، قال: “لا يزال هذا بحثًا وحدة. نحن نعمل على محاولة إنشاء إصدار 2.0 يمكنه دعم المستجيبين لحالات الطوارئ. ويقول إن هذا الإصدار التالي سيكون نتيجة لبعض التحسينات التي اقترحتها شركة Cummins أثناء قيامها بتجميع H2Rescue معًا. “لأن هذا كان بناء لمرة واحدة، [Cummins] حددوا عددًا من المجالات التي تحتاج إلى تحسين، مثل كيفية توصيل الأسلاك والأنابيب بشكل مختلف، بحيث تكون أكثر إحكاما في الوحدة.” يقول لاركين إن الهدف من التكرار الثاني هو “وحدة جاهزة للعمل، جاهزة للعمل بدون جميع المقاييس الإضافية ومعدات المراقبة التي لا تريدها في مركبة قد تقوم بتسليمها إلى شخص ما.”

لا يوجد جدول زمني للوقت الذي سيتم فيه بدء إنتاج H2Rescue الجديد والمحسن. الوكالات التي خصصت الأموال للنموذج الأولي لم تقدم بعد الأموال اللازمة لإنشاء خليفته.