نظام خلايا الوقود من شركة بوش، الذي فاز مطوروه الثلاثة، كريستوفر أور، وكاي ويبر، وبيير أندريو، بجائزة المستقبل للتكنولوجيا والابتكار في برلين مساء الأربعاء ، يزن حوالي أربعة أطنان أقل من نظام قيادة كهربائي يعمل بالبطارية مماثل. وهذه ميزة حاسمة.

  Chr.uhr، K.Weeber، P. Andrieu (من اليسار إلى اليمين).  

طوّر الفائزون بالجائزة محركًا جديدًا يعمل بخلية الوقود للشاحنات الثقيلة، يُحسّن النقل لمسافات طويلة دون انبعاثات. في خلية الوقود، يتفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء، مُولّدًا طاقة كهربائية باستمرار - وهو بديل قوي وعملي لمحركات الديزل في مركبات النقل الثقيل.

يكمن جوهر الابتكار في تركيزه المستمر على متطلبات النقل لمسافات طويلة. ويُعتبر خفض الوزن بمقدار الخُمس ميزةً حاسمةً للكفاءة، إذ يسمح بزيادة سعة الحمولة. علاوةً على ذلك، لا يستغرق التزود بالوقود بالهيدروجين سوى بضع دقائق. والنتيجة هي نظام قيادة هادئ وخالٍ من الانبعاثات، مناسب لأي رحلة طويلة، حتى في المناطق ذات المناخات القاسية.

الرئيس التنفيذي لشركة بوش، ستيفان هارتونج: "لقد قمنا بواجبنا"

التكنولوجيا جاهزة. والآن، نحتاج أيضًا إلى إرادة سياسية للدفع قدمًا بتطوير اقتصاد هيدروجيني عالي الأداء. (...) كشركة، لقد أنجزنا واجبنا على أكمل وجه،" يقول ستيفان هارتونغ، الرئيس التنفيذي لشركة بوش. بشرط أن تحتوي خزاناتها على هيدروجين أخضر، يمكن لوحدات طاقة خلايا الوقود (FCPM) العمل بدون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون تمامًا على مسارات تصل إلى 1000 كيلومتر بخزان واحد يتسع لحوالي 70 كيلوغرامًا من الهيدروجين . أما الانبعاثات المتبقية فهي بخار الماء. وبذلك، تُسهم بوش مساهمة مهمة في تحقيق الحياد المناخي في مجال نقل البضائع.

تُسبب الشاحنات الثقيلة أكثر من ربع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن النقل البري في الاتحاد الأوروبي، ومع ذلك فهي لا غنى عنها لنقل البضائع والسلع. يقول هارتونغ: "مع وحدة طاقة خلايا الوقود، تُثبت بوش أن تقنية الهيدروجين جاهزة للإنتاج بكميات كبيرة، ويمكنها أن تُسهم بشكل كبير في إزالة الكربون من النقل البري". ويضيف: "إن الجمع بين الخبرة الهندسية والخبرة العملية وفهم الأنظمة يجعل نظام القيادة هذا خطوة مهمة نحو التنقل المستدام".

الصور (3): بوش

بدأ الإنتاج التسلسلي لوحدة طاقة خلايا الوقود (FCPM) فعليًا عام ٢٠٢٣ في مصنع شتوتغارت-فيورباخ، وبعد ذلك بوقت قصير في تشونغتشينغ، الصين. مع أكثر من ألف قطعة منفصلة، ​​يُعدّ نظام FCPM أحد أكثر الأنظمة تعقيدًا في تاريخ بوش الممتد لما يقرب من ١٤٠ عامًا، وفي الوقت نفسه، أحد أكثر الأنظمة ريادةً. بدءًا من المدخنة ومضخة إعادة التدوير وصولًا إلى ضاغط الهواء، يتم تطوير وتصنيع جميع المكونات الرئيسية داخليًا.

يمكن تركيب وحدة القيادة نفسها في مكان محرك الاحتراق الداخلي . وبدلاً من خزانات الديزل، تُستخدم خزانات الهيدروجين المضغوطة. مدة التزود بالوقود متقاربة، حوالي 15 دقيقة.

بيانات التنمية القيمة

وفقًا لشركة بوش، فإن آلاف الشاحنات حول العالم مُجهزة بالفعل بوحدة الطاقة الميدانية (FCPM) من بوش. تُولّد هذه الوحدات الميدانية بيانات تطوير قيّمة: العديد من الأنظمة موجودة فعليًا داخل المركبة وكتوائم رقمية في العالم الافتراضي. يمكن مراقبة معلمات مثل درجة الحرارة والضغط والتآكل باستمرار ودمجها مباشرةً في تطوير الجيل التالي من أنظمة القيادة. لا تقتصر تقنية FCPM على الشاحنات؛ بل يُمكن استخدامها أيضًا لتنفيذ محركات الحافلات أو التطبيقات البحرية.

علاوة على ذلك، يمكن تزويد مراكز البيانات بكهرباء لامركزية خالية من ثاني أكسيد الكربون . في أنظمة التحليل الكهربائي بتقنية غشاء تبادل البروتون (PEM)، التي تعمل وفق المبدأ العكسي، تستخدم بوش هذه التقنية أيضًا لإنتاج الهيدروجين من الماء والكهرباء، وهو عنصر مهم آخر في سلسلة قيمة الهيدروجين. بعد طرح أنظمة التحليل الكهربائي في السوق بتشغيل أول جهاز تحليل كهربائي بتقنية التحليل الكهربائي الخاصة بها

كريستوفر أور هو رئيس قسم تطوير خلايا الوقود والتحليل الكهربائي في شركة بوش، وكاي ويبر هو مدير محفظة محولات الطاقة الكيميائية في البحث والتطوير المتقدم، وبيير أندريو هو رئيس قسم المنصات ومشاريع العملاء لخلايا الوقود. تُمنح هذه الجائزة، التي تُمنح للمرة التاسعة والعشرين، بقيمة 250,000 يورو.

كما تم ترشيح شركة «traceless materials GmbH» في هامبورغ بمشروعها «الكتلة الحيوية بدلاً من المواد البلاستيكية الدقيقة - المواد الحيوية المبتكرة تحل محل البلاستيك الأحفوري» وشركة Carl Zeiss Meditec في ينا بمشروع تصحيح الرؤية من خلال عملية جراحية للعين بالليزر قليلة التوغل والتي من المتوقع أن تكون مناسبة لملايين الأشخاص.

www.deutscher-zukunftspreis.de