آیا آب جایگزین مناسبی برای بنزین و کاهش آلودگی هواست؟

طبق گزارش‌های منتشره، بدترین سال از نظر شاخص کیفیت هوا نیز مربوط به سال ۱۴۰۱ است که با گذشت ۲۷۶ روز از سال فقط ۱۴۴ روز قابل قبول، ۱۰۷ روز ناسالم برای گروه‌های حساس، ۱۶ روز ناسالم، ۲ روز بسیار ناسالم و ۲ روز خطرناک و فقط ۲ روز پاک بوده است.

علاوه براین درکلان شهر تهران بیش از ۴ میلیون و ۲۱۹ هزار خودرو حضور دارد. به جد می‌توان گفت از این تعداد، بیشتر خودروها با سیستم سوخت‌رسانی انژکتور فعال هستند که اگر بتوان سوخت‌های پاک را جایگزین بنزین برای این تعداد خودرو در حال حرکت جایگزین کرد، بی‌شک می‌توان سهم شهر را از هوای پاک بیشتر کرد.

گروه پژوهش ایرنا با توجه به این ضرورت در این مسیر با یکی از پژوهشگران ای صحبت از آبسوز کردن خودروهای داخلی و بحث‌های مرتبط با آن چیزی است که از اوایل دهه ۹۰ شمسی در محافل علمی و رسانه‌ای بسیار زیادی مطرح شده و تاکنون سرو صدای زیادی به پا کرده است. از واکنش نمایندگان مجلس تا بسیاری از چهره‌های دانشگاهی که چنین چیزی را مورد تردید قرار داده‌اند، همگی سوالات و تردیدهایی را در ذهن عموم ایجاد کرده است. این موارد موضوعی است که موجب بررسی هرچه بیشتر پژوهشگر ایرنا شد تا گفتگویی را با مخترع این سامانه داشته و نتایج آن را برای مخاطبان روشن‌تر نماید. گزارش پیش‌رو حاصل گفت‌وگو با «علاءالدین جاسمی زرگانی» است که در مورد این سامانه و امکان سنجی استفاده از آب به جای بنزین به منظور کاهش آلاینده‌های منتشره ناشی از سوخت خودروها در کلان شهرها انجام شده است.

مشروح این گفت‌وگو را در ادامه می‌خوانیم:

«علاء‌الدین جاسمی زرگانی» مخترع سامانه آبسوز می‌گوید استفاده از این سامانه در خودروها به دلیل تکمیل فرایند احتراق در محفظه سیلندر خودرو، آلایندگی و مصرف سوخت کاهش و از سوی دیگر توان خروجی موتور افزایش می‌یابد.

سامانه به جای سوخت از آب استفاده نمی‌کند

ایرنا: آیا این سامانه به جای سوخت از آب استفاده می‌کند؟

جاسمی زرگانی در رابطه با این سوال پاسخ می‌دهد: «پیش از پاسخ باید یکسری اطلاعات در مورد این مساله مهم ارایه داد. نخست آن‌که آب در حالت معمولی قابلیت اشتعال ندارد، ولی آب حامل انرژی بنام دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است، که پس از فرآیندی، هیدروژن توسط یک راکتور از اکسیژن جدا شده و آماده اشتعال می‌شود».

یکی از دلایل اصلی آلایندگی خودروها، احتراق ناقص سوخت در محفظه سیلندر خودروهای کاربراتوری و انژکتوری است که موجب آلایندگی شده و از طریق اگزوز به فضا وارد می‌شودبه گفته وی یکی از دلایل اصلی آلایندگی خودروها، احتراق ناقص میزان سوخت در محفظه سیلندر خودروست که در نهایت از طریق اگزوز به فضا وارد می‌شود. سیستم احتراق در خودرو نیز بدین گونه است که بنزین در سیلندر و هوا از طریق دریچه گاز ترکیب شده و به محفظه سیلندر وارد می‌شود و به دلیل فاصله استاندارد بنزین مورد استفاده در کشورهای توسعه‌یافته با بنزین تولیدی در کشور و عدم احتراق کامل فرایند سوخت در سیلندر، خام‌سوزی رخ داده و میزان خروجی گازهای آلاینده از اگزوز به میزان زیادی افزایش می‌یابد.
این میزان آلایندگی با توجه به ارتفاع از سطح دریا، آب و هوا، رطوبت و سرما متغیر شده و موجب خارج شدن موتور از عملکرد استاندار شده و خودرو به اصطلاح بد کار کرده و دود می‌کند. این موضوع در خودروهای کاربراتوری به دلیل عدم حضور «یونیت کنترل الکتریکی»(ECU) و ابزارهایی مانند سنسورهای اکسیژن و سنسور مپ باعث تولید آلایندگی، بیشتری شده و به محض تغییر در میزان ارتفاع از سطح دریا نیاز به تنظیم مجدد دارد که هیچ‌گاه هم این تنظیمات کامل انجام نمی‌شود. این موضوع تا حد زیادی در خودروهای انژکتوری مرتفع شده اما مشکل دیگری که وجود دارد این است که بازهم احتراق کامل نبوده و بنابراین همواره مقداری خام‌سوزی در سیلندر وجود داشته و آلودگی از اگزوز خارج می‌شود.

نکته بعدی نحوه قرارگیری شمع در محفظه سیلندر است. از آنجا که انفجار از حالت کم به زیاد و به صورت یک «شیپور» صورت می‌گیرد، لذا میزانی از سوخت وارد شده به سیلندر محترق نشده و به صورت خام از اگزوز خارج می‌شود. این موضوع نیز تا حد زیادی در خودروهای انژکتوری و به روز حل شده و شمع به عنوان منبع جرقه انفجار در سیلندر در قسمت بالای محفظه و عمود بر سیلندر قرار گرفته که آلایندگی را به میزان زیادی به دلیل احتراق کامل‌تر کاهش می‌دهد، اما بازهم این آلایندگی به‌طور کامل از بین نمی‌رود.

نکته دیگری که در این زمینه وجود دارد این است که هرقدر احتراق محفظه سیلندر کامل‌تر باشد، راندمان موتور بالاتر رفته و به همین دلیل مصرف سوخت نیز کاهش می‌یابد. یکی از دلایل اصلی مصرف کمتر خودروهای انژکتوری، راندمان و شتاب بالاتر[به‌ویژه در سربالایی‌ها] و آلایندگی کمتر، همین احتراق کامل‌تر نسبت به کاربراتور است.

درست همینجاست که سامانه آبسوز یا به تعبیر بهتر «سامانه تسهیل کننده» فرایند احتراق، اکتان ناقص در سوخت را جبران کرده و نقش موثر خود را در کاهش آلایندگی، افزایش راندمان موتور و در نهایت کاهش مصرف سوخت، نشان می‌دهد.

استفاده از هیدروژن آب برای تکمیل فرایند سوخت

ایرنا: نحوه عملکرد سامانه چگونه است؟

جاسمی زرگانی مخترع این سامانه در توضیح عملکرد این سامانه این‌گونه ادامه می‌دهد:

سامانه کنونی با شکستن مولکول‌های آب طی یک فرایند اقتصادی هیدروژن آن جدا شده و برای مصرف همراه با سوخت اصلی(بنزین) به محفظه سیلندر خودرو رفته و یک احتراق کامل‌تری را نسبت به انژکتور یا کاربراتور فراهم می‌کند

«سامانه کنونی با شکستن مولکول‌های آب طی یک فرایند اقتصادی -که وجه تمایز این اختراع با سایر روش‌های شکستن مولکول آب است- هیدروژن آن جدا شده و برای مصرف همراه با سوخت اصلی(بنزین) به محفظه سیلندر خودرو رفته و یک احتراق کامل‌تری را نسبت به انژکتور یا کاربراتور فراهم می‌کند. سامانه کنونی در صورتی‌که تمامی سنسورهای خودرو(در خودروهای انژکتوری) سالم باشند و خودرو به لحاظ فنی مشکلی نداشته باشد، در بدترین شرایط مصرف سوخت را تا ۳۰ درصد و در بهترین حالت تا ۴۰ درصد کاهش داده و راندمان خودرو را افزایش می‌دهد. در بهترین حالت نیز میزان آلایندگی تا ۹۵ درصد کاهش می‌یابد».

به گفته وی این سامانه بر روی دو خودروی فرماندهی راهنمایی و رانندگی کل کشور در فروردین ۱۴۰۱ و خودروی استاندار وقت استان البرز در سال ۹۴ هم نصب شده و نتایج آن توسط دستگاه‌های سنجش کنترل کیفیت هوا که در مراکز ارایه معاینه فنی مورد استفاده هستند، مورد تایید قرار گرفته است.

این همان چیزی است که در شرایط کنونی هوای آلوده تهران کمک شایانی برای کاهش آلودگی ناشی از خودروهاست. دی‌اکسید کربن ناشی از خروجی اگزوز خودرو در تهران که در فاصله کمتر از یک متری از سطح زمین در فضا منتشر می‌شود، یکی از منابع مهم آلودگی هوای تهران است.

آلیاژ مورد استفاده در موتور خودرو هم‌اکنون توانایی استفاده از هیدروژن خالص را ندارد

ایرنا: آیا این سامانه به‌گونه‌ای هست که کاملا از آب استفاده کند؟

جاسمی زرگانی در پاسخ به این پرسش خبرنگار ایرنا می‌گوید: «در حال حاضر این سامانه باعث کاهش مصرف ۳۰درصدی سوخت و کاهش آلایندگی قابل توجه است اما تلاش برای کاهش بیشتر مصرف سوخت و آلایندگی همچنان ادامه دارد و در آینده نزدیک این سامانه با کاهش مصرف سوخت تا ۶۰ درصد به صورت قطعی در دسترس خواهد بود.

امکان استفاده ۱۰۰ درصد از هیدروژن و آلایندگی صفر درصدی نیز قابل دسترس است، اما یک نکته مهم در این زمینه وجود دارد و آن این‌که انفجار هیدروژن در محفظه سوخت، انفجار بسیار قدرتمندتری نسبت به انفجار بنزین است و بر این مبنا آلیاژی که هم‌اکنون در ساخت سیلندر، سرسیلندر و قطعات موتور به کار می‌رود توانایی احتراق هیدروژن به صورت کامل را ندارد. اما این مشکل نیز با تغییر در زیرساخت‌های تولید موتور و قطعات آن توسط خودروساز و جانمایی قطعه ساخته شده توسط اینجانب، امکان سوخت هیدروژن کامل نیز فراهم می‌شود».

امکان استفاده ۱۰۰ درصد از هیدروژن و آلایندگی صفر درصدی نیز قابل دسترس است، اما انفجار هیدروژن در محفظه سوخت بسیار قدرتمندتر نسبت به انفجار بنزین است و بر این مبنا آلیاژی که هم‌اکنون در ساخت سیلندر، سرسیلندر و قطعات موتور به کار می‌رود توانایی احتراق هیدروژن به صورت کامل را نداردایرنا: کشورهای صنعتی در این زمینه چه اقدامی کرده‌اند؟

جاسمی زرگانی در پاسخ به این پرسش می‌گوید: برای کاهش مصرف سوخت و آلایندگی ناشی از خودرو هم کشورهای اروپایی مانند آلمان اقدامات قابل توجهی را انجام داده‌اند. نخست آن‌که خودروهای ساخت این کشورها متناسب با شرایط آب و هوایی خودشان طراحی شده‌اند که کشورهای سردسیر هستند. علاوه بر این که نوع بنزین استفاده شده در این کشورها هم به گونه‌ای است که احتراق در محفظه سیلندر را کامل‌تر کرده، مصرف و آلایندگی کمتری در این کشورها دارد. برای مثال موتور پژو ۲۰۶ که با کد TU۵ شناخته می‌شود در کشوری مانند فرانسه و آلمان مصرفی نزدیک به ۴ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر مسافت طی شده داشته و آلایندگی بسیار کمتری دارد اما این موتور در کشور ما مصرفی نزدیک به ۸ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر و آلایندگی آن نیز بسیار بیشتر از کشور سازنده آن یعنی فرانسه است.

این مهم در رابطه با خودروی «بی‌ام‌و» و «مرسدس بنز» که محصول کشور آلمان هستند، در ایران بسیار بیشتر به چشم می‌خورد. مالکان مدل‌های به روز این خودرو همواره از به هم ریختن تنظیم موتور این خودروها به دلیل مصرف بنزین با استاندارد شرایط ایران گلایه می‌کنند. به عبارت دیگر کیفیت بنزین در کشورهای اروپایی نسبت به بنزین در ایران کیفیت بسیار بالاتری دارد و به همین دلیل هم مصرف کمتر و هم آلایندگی کمتری دارند و این تکنولوژی مربوط به تولید بنزین در کشورهای اروپایی، برای کشورمان بسیار هزینه‌بر بوده و زیرساخت‌های بزرگی در کشور برای تولید این نوع بنزین باید تغییر یابند که مقرون به صرفه نیست. از این نظر سامانه مورد نظر کمک شایانی برای جبران این وضعیت است که در صورت حمایت دولت می‌تواند خدمات ارزشمندی جهت کاهش آلودگی هوا، کاهش مصرف سوخت، راندمان بهتر و عمر بیشتر موتور خودرو در ایران باشد.

انتظار می‌رود که هیدروژن نقش مهمی در کربن زدایی اقتصادها ایفا کند. پتانسیل هیدروژن به عنوان جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی توسط دولت‌ها و سازمان‌ها به‌طور یکسان مورد تشویق قرار گرفته و مزایای آن هم مشخص است. هنگامی که هیدروژن تولید می‌شود می‌تواند نیروی الکتریکی تولید کند در حالی که فقط بخار آب و هوای گرم منتشر می‌کند. استفاده بالقوه آن گسترده است، از جمله به عنوان جایگزینی برای گاز طبیعی یا به عنوان سوخت برای صنایعی که به طور سنتی کربن زدایی آن‌ها دشوار است.

تعجب آور نیست که افزایش زیرساخت‌های لازم برای تولید هیدروژن نیازمند زمان و سرمایه‌گذاری قابل توجهی نیاز دارد. با این حال، دانشمندان تخمین می‌زنند که بازار هیدروژن سبز می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ بیش از ۱۰ تریلیون دلار در آسیا، اروپا و ایالات متحده ارزش داشته باشد.