พลังงานของรถยนต์ส่วนใหญ่ในทุกวันนี้มาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ที่เกิดจากการทับถมของซากพืชและซากสัตว์มานานนับร้อยล้านปี และจากการบีบอัดทับถมที่เกิดขึ้นทำให้เราได้ถ่านหิน ก๊าชธรรมชาติและน้ำมัน แต่การเผาไหม้พลังงานเหล่านี้ด้วยปริมาณมหาศาล ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซค์ซึ่งทำให้เกิดมลภาวะทางอากาศ สภาวะของอุณภูมิโลกที่พุ่งสูงขึ้นและเกิดผลกระทบทางลบเป็นวงกว้างไปทั่วโลก เชื้อเพลิงที่ได้จากน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่ใช้ในการขับเคลื่อนและเป็น แหล่งพลังงานสำคัญของมนุษย์ก็ร่อยหรอลงทุกวัน นอกจากนั้นมันยังมีราคาสูงขึ้น มากจนมีความจำเป็นที่เราจะต้องหาพลังงานทดแทนในรูปแบบอื่นอย่างเร่งด่วน ก่อนที่น้ำมันและก๊าซธรรมชาติจะหมดลง
รถยนต์กับพลังงานไฮโดรเจนถือเป็นทางเลือกสำคัญอีกหนทางหนึ่ง นอกจากพลังงานที่ได้มาจาก เอธานอล ไบโอเอธานอล หรือไบโอดีเซล บริษัทรถยนต์ชั้นนำต่างพยายามเร่งพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าที่ได้พลังงานมาจากการใช้ ไฮโดรเจนเนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนมีน้ำร่วมกับออกซิเจนและเมื่อนำมาผ่านกระบวนการ Electrolysis ก็สามารถแยกก๊าซชนิดนี้ออกมาใช้งาน
หลักการทำงานของเครื่องยนต์ที่ใช้ไฮโดรเจนเกิดจากการนำเอาไฮโดรเจนมาผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน ซึ่งจะเกิดพลังงานในรูปของไฟฟ้าตามมา เพื่อนำกระแสไฟส่งตรงไปยังเครื่องยนต์ เมื่อประจุอนุภาคอิเล็คตรอนไหลวนครบวงจร มันก็จะกลับมารวมกับไฮโดรเจนประจุบวก อ็อกซิเจนที่อยู่ในระบบจะกลายเป็นน้ำและปล่อยออกมาจากระบบไอเสียซึ่งก็คือ น้ำบริสุทธิ์ที่ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะใดๆ กับโลก ไฮโดรเจนสามารถผลิตขึ้นได้ในทุกๆ ที่ที่มีน้ำและพลังงานไฟฟ้าโดยไม่มีความจำเป็นที่จะต้องลงทุนขุดเจาะหรือขนส่งเป็นระยะทางไกลๆ อย่างก๊าซธรรมชาติ หรือน้ำมันเชื้อเพลิง การเติมไฮโดรเจนเป็นจำนวนมากๆ กระทำได้อย่างรวดเร็วซึ่งจะใช้ถังบรรจุทนแรงดันสูงขนาดเล็กที่มีน้ำหนักน้อยกว่าแบตเตอรี่มาก การเผาผลาญที่หมดจดของไฮโดรเจนไม่ก่อให้เกิดสภาวะของมลพิษทางอากาศ แต่ข้อเสียของมันกลับกลายมาเป็นราคาที่แพงลิบของตัวเก็บเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งทำมาจากโลหะคุณภาพสูง และขั้นตอนการผลิตไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงก่อนที่จะนำมาใช้งาน สามารถก่อมลภาวะในการผลิต ค่าก่อสร้างสถานีเติมเชื้อเพลิงแบบไฮโดรเจนยังคงมีราคาแพงกว่าสถานีบริการแบบปั้มน้ำมันทั่วๆไป ซึ่งเป็นปัญหาที่จะต้องหาทางออกกันต่อไปในอนาคต
Honda บริษัทรถยนต์ชั้นนำของญี่ปุ่นทำการค้นคว้าและวิจัยรถยนต์พลังงานไฮโดรเจนมา นานนับสิบปีแล้วเนื่องจากทราบดีว่า รถยนต์ในอนาคตจะมีิทิศทางและรูปแบบของการใช้พลังงานที่เปลี่ยนแปลงไป เนื่องจากสาเหตุที่เกิดจากการหมดลงของน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ รถยนต์พลังงานไฮโดรเจนคันล่าสุดของค่ายจึงถือกำเนิดขึ้นโดยใช้ชื่อรุ่นว่า FCX Clarity รูปทรงของมันก็คือรถยนต์แบบซีดานขนาดกลางที่มีความโค้งมนลาดเอียงตามลักษณะ การออกแบบเพื่อให้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านทานของอากาศต่ำกว่าปกติเพื่อ ประหยัดพลังงาน กระจกหน้ามีมุมลาดมากจนดูคล้ายกับรถสปอร์ต กระจังหน้าและกันชนใช้โทนสีที่ตัดกัน ตัวกระจังเป็นพสาสติกสีดำหุ้มด้วยกันชนหน้่ารูปตัวยูสีโครเมี่ยม ไฟหน้าโปรเจคเตอร์และไฟเลี้ยวแอลอีดีมีรูปแบบและเหลี่ยมมุมที่คมราวกับมีด ประตูทั้งสี่บานมีขนาดใหญ่ขึ้น ใช้มือจับประตูแบบโครเมี่ยมเพื่อเน้นสีที่ตัดกัน ท้ายรถทรงตัดตรงมีไฟท้ายขนาดใหญ่ที่ออกแบบได้สวยงามและเข้ากับด้านท้ายของ FCX ได้ดี หลอดไฟท้ายแบบแอลอีดีอยู่ในกรอบสีแดงอมชมพูโดยมีสัญลักษณ์ของค่ายอยู่ระหว่างกลาง
ภายในของรถ Honda FCX Clarity แทบจะไม่แตกต่างไปจากยานอวกาศมากนักจากหน้าปัทม์และอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบให้ล้ำอนาคต ซึ่งการออกแบบภายในดังกล่าว Honda มีความเชี่ยวชาญในการจัดวางระบบและอุปกรณ์รวมถึงมาตรวัดแบบดิจิตอลสามมิติ รถ Honda FCX Clarity ใช้มาตรวัดสีฟ้า โดยบอกค่าคาวมเร็วเป็นตัวเลขและแสดงสัญลักษณ์เป็นขีดหรือแถบสีเช่นวัดรอบของ เครื่องยนต์ และหน่วยของพลังงานไฮโดรเจนรวมถึงจำนวนของเชื้อเพลิง ปริมาณไฟในแบตเตอรี่ และการทำงานของระบบต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการขับเคลื่อน วงพวงมาลัยสามก้านมีสวิชท์มัลติฟังชั่นมาให้ เหนือคอนโซลกลางขึ้นไปเป็นจอแอลอีดีเพื่อใช้งานกับระบบนำร่องดาวเทียมและระบบภาพของเครื่องเล่นดีวีดี นอกจากนั้นมันยังทำหน้าที่บอกสถานะของการใช้พลังงานเช่น ในขณะที่จอดรถติดเครื่องยนต์ในรอบเดินเบา จอภาพจะแสดงสัญลักษณ์เป็นลูกบอลทรงกลมสีฟ้า เมื่อเริ่มขับขี่ด้วยความเร็วปกติ สัญลักษณ์ลูกบอลกลมๆ จะเปลี่ยนมาเป็นสีเขียวทันทีและมีขนาดใหญ่ขึ้น และเมื่อผู้ขับขี่กดคันเร่งลงลึกเพื่อใช้ความเร็ว วงกลมสีเขียวจะเปลี่ยนไปเป็นสีแดงเพื่อเตือนผู้ขับให้ทราบถึงการใช้พลังงานอย่างเต็มที่ในช่วงเวลานั้น กึ่งกลางของคอนโซลเป็นช่องแอร์สองช่องมีสวิชท์ไฟฉุดเฉินอยู่ตรงกลาง ต่ำลงมาเป็นชุดเครื่องเสียงและชุดควบคุมอุณหภูมิ เบาะผู้โดยสารทั้งด้านหน้าและด้านหลังประทับตรา FCX โดยสรุปห้องโดยสารของ Honda FCX Clarity ใช้โทนสีเทาและเงินเพื่อเพิ่มความสว่างให้กับภายในได้อย่างลงตัว
เครื่องยนต์จากแหล่งพลังงานไฮโดรเจนของ Honda FCX Clarity มีเสียงที่เกิดจากการทำงานเบามาก อาการสั่นสะเทือนแทบไม่ปรากฏให้เห็น มีแต่เพียงเสียงฮัมเบาๆของมอเตอร์ไฟฟ้าและจะมีโทนเสียงที่แหลมขึ้นทันทีที่เร่งความเร็ว อัตราเร่งของรถ Honda FCX จาก0-100 กิโลเมตรใช้เวลาเพียง 7.3 วินาทีโดยความเร็วสูงสุดถูกจำกัดเอาไว้ที่ 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แรงบิดจากมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 136 แรงม้า สร้างกำลังได้ถึง 268 นิวตันเมตร อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงไฮโดรเจนอยู่ที่ 23.8 กิโลเมตรต่อไฮโดรเจนหนึ่งลิตร และมีระยะทางการใช้งานสูงสุดที่ 432 กิโลเมตรต่อเชื้อเพลิง 1 ถัง ระบบขับเคลื่อนเกิดจากพลังของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบแรงสูงที่ส่งแรงบิดไปยังล้อคู่หน้า สามารถลดการสิ้นเปลืองและประหยัดพื้นที่ใช้งาน ตัวรถจะมีความยาวน้อยกว่ารุ่น Accord เล็กน้อยแต่มีพื้นที่ภายในมากกว่า
เซลล์เชื้อเพลิงของ Honda FCX Clarity ได้รับการออกแบบใหม่มีขนากกะทัดรัดมากขึ้น น้ำหนักเบา ให้แรงบิดจากมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 136แรงม้า ถือเป็นหัวใจสำคัญที่ทำให้ FCX Clarity มีความโดดเด่นล้ำหน้ารถคอนเซ็ปต์รุ่น FCX ที่ออกมาก่อนหน้านี้ เซลล์เชื้อเพลิงรุ่นใหม่ให้กำลังสูงสุด 134 แรงม้า เพิ่มขึ้น 7 แรงม้า จากเซลล์เชื้อเพลิงของ FCX แต่ขนาดเล็กลง 65% มีน้ำหนักเบาขึ้นจนสามารถติดตั้งท่อกลางรถระหว่างเบาะนั่งคู่หน้า เอื้อประโยชน์ให้มีเนื้อที่ห้องโดยสารกว้างขวางกว่าเดิม แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนออกแบบใหม่มีน้ำหนักเบาขึ้น 40% และลดขนาดเหลือเพียงครึ่งเดียวของแบตเตอรี่ แบบ Ultracapacitor ที่ติดตั้งใน FCX Clarity รุ่นปัจจุบันส่งผลให้น้ำหนักโดยรวมของรถยนต์มีขนากกะทัดรัดและน้ำหนักเบาขึ้น เมื่อตัวรถ FCX Clarity มีน้ำหนักเบาขึ้นความเร็วก็เพิ่มขึ้นด้วย แผงเซลล์เชื้อเพลิงมีขนาดเล็กลง 45% ตัวรถทั้งคันมีน้ำหนักเพียง 1,625 กก. ซึ่งเบากว่ารุ่นก่อน 180 กก. แม้ว่าความยาวของตัวถังเพิ่มเป็น 4,835 มม. ก็ตาม เครื่องยนต์ของมันให้กำลังสูงสุด 134 แรงม้า แรงบิดสูงสุด 189 ปอนด์-ฟุต ในด้านอัตราเร่ง 0-100 กม./ชม. ในเวลา 7.3 วินาที ความเร็วสูงสุด 160 กม./ชม. ระยะทางในการเดินทางต่อเชื้อเพลิง 1 ถัง เพิ่มขึ้นเป็น 432 กม. ดีกว่าเมื่อเทียบกับ FCX ในรุ่นแรกที่มีระยะการขับใช้งานเพื่อเดินทางไกลเพียง 305 กิโลเมตร
ปัญหาในการใช้งานของ Honda FCX Clarity เกิดจากการให้บริการแบบเช่าซื้อจากบริษัท Honda ซึ่งลูกค้าต้องควักเงินถึง 1 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ และการต้องวิ่งหาสถานีเติมเชื้อเพลิงที่มีอยู่ในจำนวนเพียงน้อยนิดในอเมริกา และต้องใช้เวลาอย่างน้อยอีก 10 ปีในการเพิ่มจำนวนของสถานีเติมเชื้อเพลิงให้มีจำนวนมากพอ และครอบคลุมการใช้งานอย่างกว้างขวางมากขึ้น วิศวกรของ Honda จึงคิดค้นระบบ Home Energy Station ซึ่งเป็นกล่องที่สามารถเก็บไว้ในโรงรถเพื่อผลิตไฮโดรเจน การทำงานของมันก็มีเพียงแค่เจ้าของรถ FCX เสียบปลั้กไฟของระบบและต่อท่อน้ำเข้าสู่ตัวกล่อง นอกเหนือจากนั้นยังมีระบบพลังงานแบบไฟฟ้าเซลล์สุริยะที่สามารถใช้เติมได้แต่คงต้องรอกันอีกสักระยะหนึ่งเนื่องจากระบบดังกล่าวนี้เพิ่งจะเริ่มต้นขึ้นและยังคงอยู่ในระหว่างการทดลอง
น่าแปลกใจที่รถยนต์พลังงานทางเลือกเหล่านี้ยังคงอยู่ในเทคโนโลยีของช่วงเริ่มต้น ซึ่งไม่มีความ พร้อมสำหรับการใช้งานอย่างจริงจัง ทั้งๆ ที่มีการค้นคว้าและวิจัยเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชนิดใหม่มานานนับสิบปีแล้วก็ตาม ตราบใดที่เชื้อเพลิงแบบใหม่ยังคงมีราคาแพงและมีความยุ่งยากในการใช้งาน เราก็ยังคงต้องพึ่งพาแหล่งพลังงานจากน้ำมันซึ่งสักวันหนึ่งผลกระทบด้านสิ่ง แวดล้อมที่พวกเราร่วมมือกันก่อขึ้นจะหันกลับมาเล่นงานมนุษย์อย่างรุนแรงจนยากที่จะแก้ใข การนำพลังงานในรูปของไฮโดรเจนมาใช้งานดูเหมือนจะเป็นสิ่งที่ดีและสามารถช่วยโลกใบนี้ให้สะอาดขึ้นบ้าง แต่ปัญหาการผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์ในราคาต่ำยังมีความเป็นไปได้น้อยมาก การเคลื่อนย้ายเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในปริมาณมากๆ และกักเก็บมันลงไปในรถยนต์ยังเป็นเทคโนโลยีที่อยู่ในยุดแรกเริ่ม ซึ่งต้องทดสอบในเรื่องของความปลอดภัยกันต่อไป เนื่องจากมันเป็นวัตถุที่ไวไฟกว่าพลังงานชนิดอื่นจนอาจก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงขึ้นได้
แต่อย่างไรก็ตาม การสร้างรถยนต์พลังงานทางเลือกโดยใช้เชื้อเพลิงแบบไฮโดรเจน ถือได้ว่าเป็นสัญญาณที่ดีในการร่วมมือกันลดภาวะเรือนกระจกที่กำลังเกิดขึ้นกับโลกของเรา รวมไปถึงลดจำนวนการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่เมื่อถึงวันหนึ่งมันก็จะหมดไปอย่างแน่นอน.
arcom roumsuwan
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Photo By
www.japanesesportcars.com
www.motortrend.com
www.treehugger.com
...