ที่มา:afdc.energy.gov
ไฮโดรเจน (H2) เป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่สามารถผลิตได้จากทรัพยากรในประเทศที่หลากหลาย แม้ว่าตลาดสำหรับไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในการขนส่งยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่รัฐบาลและอุตสาหกรรมกำลังดำเนินการเพื่อผลิตและจัดจำหน่ายไฮโดรเจนที่สะอาด ประหยัด และปลอดภัยสำหรับการใช้อย่างแพร่หลายในรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (FCEVs) ขณะนี้ FCEV สำหรับงานเบามีจำหน่ายในปริมาณจำกัดสำหรับตลาดผู้บริโภคในภูมิภาคที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นทั้งในประเทศและทั่วโลก ตลาดกำลังพัฒนาสำหรับรถบัส อุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุ (เช่น รถยก) อุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดิน รถบรรทุกขนาดกลางและขนาดใหญ่ เรือเดินทะเล และการใช้งานแบบอยู่กับที่ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูคุณสมบัติเชื้อเพลิงและศูนย์ทรัพยากรการวิเคราะห์ไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนมีมากมายในสิ่งแวดล้อมของเรา มันถูกเก็บไว้ในน้ำ (H2O) ไฮโดรคาร์บอน (เช่น มีเทน CH4) และสารอินทรีย์อื่นๆ ความท้าทายประการหนึ่งของการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงคือการสกัดไฮโดรเจนจากสารประกอบเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ
ในปัจจุบัน การปฏิรูปด้วยไอน้ำ—การรวมไอน้ำอุณหภูมิสูงเข้ากับก๊าซธรรมชาติเพื่อแยกไฮโดรเจน—บัญชีส่วนใหญ่ของไฮโดรเจนที่ผลิตในสหรัฐอเมริกา ไฮโดรเจนยังสามารถผลิตได้จากน้ำผ่านการอิเล็กโทรไลซิส สิ่งนี้ใช้พลังงานเข้มข้นกว่า แต่สามารถทำได้โดยใช้พลังงานหมุนเวียน เช่น ลมหรือแสงอาทิตย์ และหลีกเลี่ยงการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานประเภทอื่นๆ
ไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาในแต่ละปีจะใช้สำหรับการกลั่นน้ำมัน การบำบัดโลหะ การผลิตปุ๋ย และการแปรรูปอาหาร
แม้ว่าการผลิตไฮโดรเจนอาจก่อให้เกิดการปล่อยมลพิษที่ส่งผลต่อคุณภาพอากาศ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา แต่ FCEV ที่ทำงานด้วยไฮโดรเจนจะปล่อยเฉพาะไอน้ำและอากาศอุ่นออกมาเป็นไอเสีย และถือเป็นยานพาหนะที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ความพยายามในการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญมีเป้าหมายเพื่อทำให้ยานพาหนะเหล่านี้และโครงสร้างพื้นฐานสามารถใช้งานได้อย่างแพร่หลาย สิ่งนี้นำไปสู่การเปิดตัวรถยนต์เพื่อการผลิตสำหรับงานเบาสำหรับผู้บริโภครายย่อย เช่นเดียวกับการใช้งานเริ่มต้นของรถโดยสารและรถบรรทุกขนาดกลางและขนาดใหญ่ในแคลิฟอร์เนีย และความพร้อมของกองเรือในรัฐทางตะวันออกเฉียงเหนือ
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงจากสำนักงานเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงและไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงทางเลือก
ไฮโดรเจนถือเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกภายใต้พระราชบัญญัตินโยบายพลังงานปี 2535 ความสนใจของไฮโดรเจนในฐานะเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับการขนส่งเกิดจากความสามารถในการให้พลังงานแก่เซลล์เชื้อเพลิงในรถยนต์ที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ศักยภาพในการผลิตในประเทศ และเวลาในการบรรจุที่รวดเร็วของเซลล์เชื้อเพลิง และประสิทธิภาพสูง ในความเป็นจริง เซลล์เชื้อเพลิงร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซินถึงสองถึงสามเท่า ไฮโดรเจนยังสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับ FCEV ตรงที่สิ่งเหล่านี้ผลิตไอเสียจากท่อไอเสียและมีประสิทธิภาพน้อยกว่า เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิง
พลังงานในก๊าซไฮโดรเจน 2.2 ปอนด์ (1 กิโลกรัม) มีค่าเท่ากับพลังงานในน้ำมันเบนซิน 1 แกลลอน (6.2 ปอนด์ 2.8 กิโลกรัม) เนื่องจากไฮโดรเจนมีความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรต่ำ จึงถูกจัดเก็บไว้บนยานพาหนะในรูปของก๊าซอัดเพื่อให้ได้ระยะการขับขี่ของยานพาหนะทั่วไป การใช้งานในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ถังแรงดันสูงที่สามารถเก็บไฮโดรเจนได้ที่ 5000 หรือ 10,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) ตัวอย่างเช่น FCEV ที่ผลิตโดยผู้ผลิตยานยนต์และมีจำหน่ายที่ตัวแทนจำหน่ายมีถังขนาด 10,000 psi ตู้ขายปลีกซึ่งส่วนใหญ่ตั้งอยู่ร่วมกันที่สถานีบริการน้ำมันสามารถเติมถังเหล่านี้ได้ภายในเวลาประมาณ 5 นาที ปัจจุบันรถโดยสารไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงใช้ถังขนาด 5,{18}} psi ซึ่งใช้เวลาเติม 10-15 นาที วิธีการกักเก็บไฮโดรเจนอื่นๆ อยู่ระหว่างการพัฒนา ซึ่งรวมถึงการเชื่อมไฮโดรเจนทางเคมีกับวัสดุ เช่น เมทัลไฮไดรด์ หรือวัสดุดูดซับอุณหภูมิต่ำ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการจัดเก็บไฮโดรเจน
ข้อมูลจากสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนขายปลีก ซึ่งรวบรวมและวิเคราะห์โดย National Renewable Energy Laboratory แสดงเวลาเฉลี่ยที่ใช้ในการเติมเชื้อเพลิง FCEV น้อยกว่า 4 นาที
แคลิฟอร์เนียเป็นผู้นำประเทศในการสร้างสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับ FCEV ณ กลางเดือน-2021 สถานีบริการไฮโดรเจนขายปลีก 47 แห่งเปิดให้บริการแก่สาธารณะในแคลิฟอร์เนีย และอีกแห่งในฮาวาย และอีก 55 แห่งอยู่ในขั้นตอนต่างๆ ของการก่อสร้างหรือการวางแผนในแคลิฟอร์เนีย สถานีเหล่านี้ให้บริการมากกว่า 8,000 FCEV แคลิฟอร์เนียยังคงให้เงินทุนเพื่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานของไฮโดรเจนผ่านโครงการการขนส่งที่สะอาด คณะกรรมาธิการพลังงานแห่งแคลิฟอร์เนียได้รับอนุญาตให้จัดสรรเงินสูงถึง 20 ล้านดอลลาร์ต่อปีจนถึงปี 2566 และกำลังลงทุนในสถานีสาธารณะ 100 แห่งเริ่มต้นเพื่อสนับสนุนและสนับสนุนยานพาหนะที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์เหล่านี้ นอกจากนี้ยังมีการวางแผนสถานีค้าปลีก 14 แห่งสำหรับรัฐทางตะวันออกเฉียงเหนือ โดยบางแห่งได้ให้บริการลูกค้ากลุ่มยานพาหนะแล้ว
ผู้ผลิตรถยนต์เสนอ FCEV ให้กับผู้บริโภคที่อาศัยอยู่ในภูมิภาคที่มีสถานีบริการไฮโดรเจนเท่านั้น สถานีที่ไม่ใช่ร้านค้าปลีกในแคลิฟอร์เนียและทั่วประเทศยังคงให้บริการขบวนรถ FCEV รวมถึงรถประจำทาง ศูนย์กระจายสินค้าหลายแห่งกำลังใช้ไฮโดรเจนเพื่อเป็นเชื้อเพลิงให้กับยานพาหนะขนถ่ายวัสดุในการปฏิบัติงานตามปกติ นอกจากนี้ มีการประกาศหลายฉบับเกี่ยวกับการผลิตยานพาหนะสำหรับงานหนัก เช่น รถบรรทุกลากจูง ซึ่งจะต้องใช้สถานีเติมน้ำมันที่มีความจุสูงกว่าสถานีงานเบาที่มีอยู่มาก ค้นหาสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วสหรัฐอเมริกา
