เมื่อโลกใบนี้ไม่ได้มีแค่รถยนต์ไฟฟ้า ส่อง TOYOTA MIRAI รถไฮโดรเจนวิ่งไกล 800 กม.

MIRAI ในภาษาญี่ปุ่นแปลความตรงตัวก็คือคำว่า อนาคต นั่นคือความหมายที่ดีของยานพาหนะในอนาคตและจะเข้ามาแทนที่ยานยนต์ในปัจจุบันซึ่งก่อมลพิษมหาศาล! เป็นพัฒนาการอีกก้าวของ Toyota ในการสานต่อความสำเร็จของ MIRAI รุ่นแรก ตัวถังยาวขึ้น เซลล์เชื้อเพลิงที่ติดตั้งบริเวณพื้นรถโดยใช้ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยาทางเคมีกับออกซิเจน เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าป้อนให้กับมอเตอร์ขับเคลื่อน น้ำที่จะถูกปล่อยออกมาจากท่อระบายท้ายถูกนำไปหล่อเย็นให้กับเซลล์เชื้อเพลิงแล้วค่อยปล่อยทิ้งออกมานอกรถ เป็นของเสียเพียงอย่างเดียวที่ออกมาจาก MIRAI มันมีปุ่มกดเพื่อปล่อยน้ำทิ้งเองได้หากไม่ต้องการให้น้ำไหลนองพื้น

ย้อนเวลากลับไปสามปี ในช่วงปลายปี 2019 Toyota Motor Corporation ใช้งานแสดงรถยนต์ Tokyo Motor Show 46th เผยโฉมรถยนต์พลังงานไฮโดรเจนรุ่นใหม่ล่าสุด นั่นก็คือ Toyota MIRAI FCV GEN 2 ยานยนต์พลังงานไฮโดรเจน ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์พลังงานเชื้อเพลิงให้ดีขึ้น เพื่อเพิ่มระยะการขับใช้งานที่ไกลกว่า MIRAI รุ่นแรกมากถึง 30 เปอร์เซ็นต์ รวมไปถึงยังมีอัตราเร่งและสมรรถนะของรถที่ดีขึ้นในทุกจุด MIRAI รุ่นใหม่ออกแบบใหม่หมดหัวจดท้าย บนสถาปัตยกรรมยานยนต์ล่าสุดของ Toyota ที่เรียกว่า TNGA-L โดยใช้แพลตฟอร์มร่วมกับรถหรูอย่าง Lexus LS แต่มีการปรับเปลี่ยนหลายจุดเพื่อวางระบบขับเคลื่อนไฮโดรเจนที่ไม่มีการปล่อยมลพิษ

หลังจากนั้นอีกสี่เดือนต่อมา การแพร่ระบาดครั้งใหญ่ของไวรัสโควิด-19 ก็ได้เริ่มต้นขึ้นแล้วลุกลามไปทั่วโลก ทำให้ข่าวคราวความเคลื่อนไหวของ MIRAI เจนสองห่างหายไปจากโลกแห่งยนตรกรรม แต่ในญี่ปุ่น รถพลังงานทางเลือกอย่าง MIRAI ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นมากกว่ารุ่นแรก โดยทำยอดขายจากปลายปี ค.ศ. 2020 จนถึงปี ค.ศ. 2022 มากถึงกว่า 20,000 คัน 

Toyota MIRAI FCV เป็นยานยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่สะอาดมากกว่ารถยนต์ไฟฟ้า เพราะการผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสีเขียวที่ได้มาจากการสังเคราะห์พลังงานแสงอาทิตย์และน้ำ โดยมีอัตราการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ สิ่งที่ MIRAI ปลดปล่อยออกมาจากท่อระบายท้ายก็คือน้ำ หรือ H2O นับเป็นยานยนต์พลังงานสะอาดรุ่นที่สอง ซึ่งพัฒนาระบบขับเคลื่อนที่ไม่สร้างมลภาวะของ Toyota สำหรับ MIRAI ถูกนำมาจัดแสดง ณ โซนจัดแสดง Future Expo บริเวณเมกาเว็บ (Megaweb) ระหว่างวันที่ 24 ตุลาคม ถึง 4 พฤศจิกายน พ.ศ. 2562 การเปิดตัว MIRAI รุ่นใหม่เมื่อสามปีที่ผ่านมา สร้างความฮือฮาให้กับอุตสาหกรรมยานยนต์ของโลก MIRAI แสดงออกถึงความก้าวหน้าในระบบขับเคลื่อนแบบใหม่ของ Toyota ในด้านของการพัฒนายานยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

Toyota Motor เปิดตัวรถ MIRAI เจเนอเรชันแรก ในปี ค.ศ. 2014 (พ.ศ. 2557) ถือเป็นการพิสูจน์ให้เห็นถึงศักยภาพของพลังงานไฮโดรเจนที่ถูกแปรเปลี่ยนไปเป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อขับเคลื่อนตัวรถผ่านมอเตอร์ไฟฟ้าที่วางอยู่ด้านหลังเหนือชุดแบตเตอรี่ MIRAI กลายเป็นแนวคิดของยานพาหนะที่ใช้พลังงานสะอาดและมีความยั่งยืน มีระยะทางในการขับใช้งานและเวลาในการเติมพลังงานเชื้อเพลิง เท่ากับรถยนต์ทั่วไปที่ใช้เครื่องยนต์เผาไหม้สันดาปภายใน MIRAI ปราศจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ที่ก่อให้เกิดมลภาวะ โดยปล่อยของเสียออกมาเป็นน้ำ นับตั้งแต่การแนะนำ Toyota MIRAI รุ่นแรก มียอดจำหน่ายสะสมทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 10,000 คัน ส่วนรุ่นที่สอง ซึ่งออกขายในปี 2020 แม้จะมีการแพร่ระบาดของโควิด-19 ก็ยังขายออกไปได้ถึง 22,000 คัน นับเป็นยานยนต์พลังงานสะอาด (ไฮโดรเจน) รุ่นแรกของแบรนด์สามห่วง ที่ออกจำหน่ายเพื่อเข้ามาปูทางสู่สังคมแห่งพลังงานไฮโดรเจนที่ปราศจากคาร์บอน เพื่อความหลากหลายของแหล่งกำเนิดพลังงานในอนาคต

Toyota MIRAI FCV เจเนอเรชันที่ 2 ออกขายในช่วงปลายปี ค.ศ. 2020 (พ.ศ. 2563) โดยเริ่มจำหน่ายจากประเทศญี่ปุ่น ทวีปอเมริกาเหนือ และในทวีปยุโรป การปรับปรุงประสิทธิภาพในการทำงานของเซลล์พลังงานเชื้อเพลิง ถังเก็บพลังงานไฮโดรเจนขนาดใหญ่ มีความปลอดภัยสูง และใช้การทดสอบอย่างหนักหน่วงซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีการรั่วไหลของก๊าซไฮโดรเจนหากเกิดอุบัติเหตุ ถังเชื้อเพลิงความหนาสามชั้น กลไกของวาว์ลนิรภัยที่ตัวถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพื่อป้องกันการรั่วแม้จะถูกชนอย่างรุนแรง Toyota ตั้งเป้าหมายให้ MIRAI ใหม่ ขับได้ไกลกว่ารุ่นที่ผ่านมาถึง 30 เปอร์เซ็นต์ รถรุ่นใหม่ใช้การออกแบบใหม่หมด โดยใช้แพลตฟอร์มใหม่ในสถาปัตยกรรมยานยนต์ของ Toyota หรือที่เรียกกันว่า TNGA-L (Lexus LS) และใช้แชสซีแบบรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลัง

Toyota Motor ศึกษาการใช้เซลล์เชื้อเพลิงมาตั้งแต่ปี 1992 โดยใช้รถยนต์ Toyota RAV4 ติดตั้งระบบขับเคลื่อนเซลส์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนและพบว่ามีข้อดีมากมาย การเติมไฮโดรเจนใช้เวลาเท่าๆ กับรถยนต์ที่เติมน้ำมันเชื้อเพลิง ไม่ต้องรอชาร์จแบตเตอรี่ซึ่งทำให้เสียเวลาจอดชาร์จนาน 3-4 ชั่วโมง ไฮโดรเจนให้พลังงานมากกว่าแบตฯ แบบลิเทียมไอออนที่ใช้ในรถไฟฟ้ามากถึง 7 เท่า มีแค่น้ำหรือ H2O เท่านั้นที่ถูกปล่อยออกมาจากท่อระบายท้าย รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจึงไม่ก่อมลภาวะแต่อย่างใดทั้งสิ้น ทำให้ MIRAI ไร้มลพิษและขับได้ไกลกว่ารถไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊กชาร์จ

Toyota MIRAI รุ่นแรก มีราคาสูงถึง 66,000 ปอนด์ในอังกฤษ หรือเท่ากับ 2,562,000 บาท (ยังไม่รวมอัตราภาษีนำเข้า) เนื่องจากเป็นรถที่ผลิตน้อยและมีต้นทุนสูง มันติดตั้ง 370 เซลล์เชื้อเพลิง แต่ละชิ้นหนา 1.34 มิลลิเมตร แต่เมื่อนำมาเรียงต่อกันแล้วมันก็ยังมีขนาดที่เล็กกะทัดรัด มีพลังงานสูง พร้อมประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยม แต่ความซับซ้อนทำให้การผลิตเป็นจำนวนมากกลายเป็นเรื่องที่สร้างความยุ่งยากให้กับ Toyota เป็นอย่างมาก

ขั้นตอนการใช้งานของ Toyota MIRAI

1 ไฮโดรเจนถูกเติมให้กับ MIRAI ที่สถานีเติมเชื้อเพลิง โดยมีขั้นตอนและระยะเวลาในการเติมเท่ากับรถยนต์ปกติที่เติมน้ำมัน

2 ไฮโดรเจนถูกเก็บในถังแรงดันสูง 700 บาร์ ถังเชื้อเพลิงผลิตจากคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีความแข็งแกร่งและมีน้ำหนักเบา ชั้นในของถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจน บุด้วย polyamide resin ช่วยป้องกันการรั่วไหลของไฮโดรเจนก่อนที่จะส่งไปยังเซลล์เชื้อเพลิงที่ติดตั้งอยู่ด้านหน้า

3 ช่องดักอากาศขนาดใหญ่ของ MIRAI เหนี่ยวนำออกซิเจนสู่เซลล์เชื้อเพลิง เมื่อออกซิเจนและไฮโดรเจนผสมกัน จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ความร้อนและน้ำ กระแสไฟฟ้าจะถูกลำเลียงไปป้อนพลังงานให้กับมอเตอร์ไฟฟ้ากำลัง 160 แรงม้า ขณะที่น้ำสะอาดซึ่งเป็นของเหลวที่ถูกปล่อยออกมาจากกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าไม่สร้างผลกระทบใดๆ ให้กับสิ่งแวดล้อม

4 แบตเตอรี่แบบพิเศษของ MIRAI ช่วยเสริมกำลังให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อผู้ขับกดคันเร่งอย่างรุนแรง ในช่วงความเร็วต่ำ แบตเตอรี่จะป้อนไฟเข้าสู่มอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนโดยยังไม่ต้องพึ่งพาไฮโดรเจน เมื่อคนขับเหยียบเบรกหรือยกคันเร่ง ระบบ regenerative จะเริ่มวัฏจักรของการชาร์จกระแสไฟฟ้าเข้าไปเก็บในแบตเตอรี่

MIRAI เจเนอเรชันล่าสุด มีรูปลักษณ์ภายนอกปราดเปรียวคล้ายกับสปอร์ตซีดาน Lexus ES แตกต่างจาก MIRAI รุ่นที่แล้ว ซึ่งใช้รูปทรงแบบรถอนาคต รถรุ่นใหม่ ใช้แพลตฟอร์มหรือสถาปัตยกรรมยานยนต์ใหม่ของ Toyota (TNGA-L) ล้อขนาดใหญ่ขอบ 20 นิ้ว องค์ประกอบโดยรวมทั้งหมดของตัวรถมีความปราดเปรียวไหลลื่น กระจังหน้าแบบซี่แนวนอนคล้าย Toyota New Camry ไฟหน้า LED พร้อมไฟหรี่กลางวัน LED Daytime Running Lights ฝากระโปรงยกสันนูนบริเวณขอบของไฟหน้าเพื่อสร้างมิติมุมมองที่งดงาม เสาหน้าค่อนข้างลาดเอียงออกแบบโดยคำนึงถึงระบบอากาศพลศาสตร์ด้วยการลดความสูงเพื่อทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศดีขึ้น ไฟท้ายทรงยาวตามสมัยนิยมออกแบบได้ดีและช่วยทำให้บั้นท้ายของมันน่ามองมากกว่ารุ่นแรก มิติตัวถัง มีขนาดความยาว 4,973 มิลลิเมตร กว้าง 1,885 มิลลิเมตร สูง 1,470 มิลลิเมตร ความยาวฐานล้อ 2,918 มิลลิเมตร น้ำหนัก 1,930 กิโลกรัม 

ระบบขับเคลื่อนของ Toyota MIRAI เป็นหนึ่งในระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ก้าวล้ำและใช้งานได้จริง ถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนผ่านการทดสอบการชนปะทะ ทั้งด้านหน้า ด้านข้างและด้านหลัง เพื่อทำให้มั่นใจว่าไฮโดรเจนจะไม่รั่วไหลออกมาแม้เกิดอุบัติเหตุอย่างรุนแรง MIRAI ยังติดตั้งแบตเตอรี่แบบ nickel metal hydride ทำหน้าที่ป้อนกระแสไฟให้กับมอเตอร์เมื่อขับใช้งานในย่านความเร็วต่ำ และช่วยเสริมอัตราเร่งเมื่อผู้ขับกดคันเร่งลงจนสุด สำหรับ MIRAI รุ่นแรก มีกำลัง 152 แรงม้า แรงบิด 335 นิวตันเมตร เมื่อเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจนเต็มถังจะวิ่งได้ระยะทางประมาณ 502 กิโลเมตร ไกลกว่ารถไฟฟ้าในยุคนี้อย่างเห็นได้ชัด สำหรับ MIRAI รุ่นที่สอง ด้วยกำลังที่มากกว่าและระยะการขับขี่ที่ไกลกว่า ใช้เซลล์เชื้อเพลิงขนาด 650 โวลต์ที่เล็กกว่าและเบากว่า ซึ่งให้กำลัง 128 กิโลวัตต์ ตามข้อมูลของ Toyota รถรุ่นใหม่ มีกำลังเพิ่มขึ้น 12% เมื่อเทียบกับ MIRAI รุ่นก่อน ทำระยะทางได้ไกลเกือบ 800 กิโลเมตรจากการขยายความจุของถังเก็บไฮโดรเจน รวมถึงการติดตั้งถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพิ่มเติมเพื่อการกระจายน้ำหนักให้มีความสมดุล

Toyota MIRAI ถูกปรับให้ขับได้เหมือนกับรถยนต์ทั่วไป คล้ายรถไฟฟ้าแต่มีระยะทำการไกลกว่าและไม่ต้องเสียเวลาชาร์จไฟ ช่วงล่างนุ่มนวล น้ำหนักส่วนใหญ่กระจายอยู่ในระดับต่ำบริเวณกึ่งกลางรถ สีภายนอก ใช้สีน้ำเงินแบบใหม่ Force Blue Multiple Layers โดยมีเทคนิคการพ่นแบบหลายชั้นในหลักการเดียวกับการทำสี Lexus เพื่อทำให้เกิดความสว่างและมิติความลึกแบบพิเศษ

ภายในของ MIRAI Concept 2020 มีพื้นที่เรียบง่าย ทันสมัย ให้ความรู้สึกสบาย วัสดุชั้นดีใช้ตกแต่งบริเวณแผงควบคุมตรงกลาง เชื่อมต่อหน้าจอมอนิเตอร์ขนาด 12.3 นิ้ว แผงหน้าปัดมาตรวัดที่โอบล้อมคนขับ การออกแบบระบบเซลล์พลังงานเชื้อเพลิงให้แชสซีแบบใหม่ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมยานยนต์ใหม่ TNGA ทำให้สามารถเพิ่มเบาะที่นั่งสำหรับผู้ขับขี่และผู้โดยสารจำนวน 5 ที่นั่ง โดยภาพรวม MIRAI Concept 2020 มีห้องโดยสารที่คล้ายกับ Lexus ยกตัวอย่างเช่น วัสดุที่เลือกใช้ในการตกแต่งมีคุณภาพสูง รูปแบบของจอภาพและเบาะนั่ง

Toyota MIRAI เจเนอเรชันที่ 2 ติดตั้งระบบเซลล์พลังงานเชื้อเพลิงใหม่ พัฒนาประสิทธิภาพของเซลล์พลังงานเชื้อเพลิง (FC Stack) ให้ดีขึ้นเป็นอย่างมาก มีระยะขับขี่ที่ดีขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์ จากรุ่นที่ผ่านมา ด้วยถังเก็บพลังงานไฮโดรเจนที่มีขนาดใหญ่จำนวนสองถัง MIRAI ขับเคลื่อนโดยสิ่งที่เรียกว่าระบบส่งกำลังไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งหมายความว่า เชื้อเพลิงไฮโดรเจน จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าโดยเซลล์เชื้อเพลิงบนรถ ลักษณะพื้นฐานของ MIRAI คล้ายกับห้องปฏิบัติการเคมีแบบเคลื่อนที่ได้! เซลล์เชื้อเพลิงสร้างกระแสไฟฟ้าโดยการดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมไฮโดรเจน ไฮโดรเจนจะจับตัวกับออกซิเจนจนกลายเป็นน้ำ ในขณะที่อิเล็กตรอนให้พลังงานกับมอเตอร์ไฟฟ้า ผลที่ได้คือ รถยนต์ไฟฟ้าที่เติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากปั๊ม แทนที่จะเป็นอิเล็กตรอนที่ดึงมาจากโครงข่ายไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อน AC Synchronous motor ให้กำลังสูงสุด 182 แรงม้า แบตเตอรี่ Lithium ion 1.24kWh ความจุถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ขนาด 5.6 กิโลกรัม ระบบส่งกำลัง direct drive motor แบบ Single speed ไปยังล้อหลัง MIRAI ใช้เวลา 9.4 วินาที ในการเร่งจาก 0-100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้า 300 นิวตันเมตร ขณะออกตัว ทำให้รู้สึกคล่องแคล่วว่องไวพอๆ กับการออกตัวใน Lexus ES300h เมื่อขับไปรอบเมืองก็พบว่า MIRAI วิ่งได้อย่างนิ่มนวลและเงียบพอๆ กับรถยนต์พลังงานไฟฟ้า แชสซีขับเคลื่อนล้อหลัง ให้ฟีลลิ่งความสปอร์ตที่น่าประหลาดใจ จากข้อมูลของ Toyota ยานยนต์เซลล์เชื้อเพลิง MIRAI รุ่นใหม่ วิ่งได้ไกลถึง 800 กิโลเมตร ต่อการเติมไฮโดรเจนหนึ่งครั้ง. 

อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/