أول طلاب في العالم يبنون ويشغلون محركاً يعمل بوقود الهيدروجين

حقق فريق من طلاب الهندسة الشغوفين في جامعة باث البريطانية إنجازاً هاماً في تكنولوجيا الوقود البديل من خلال بناء وتشغيل أول محرك يعمل بوقود الهيدروجين في العالم تم تطويره من قبل طلاب جامعيين. ولا يؤكد هذا الإنجاز على إمكانات الهيدروجين كمصدر مستدام للوقود فحسب، بل يضع أيضاً معياراً جديداً في مشاريع الهندسة التعليمية.

من المفهوم إلى الواقع

بدأ المشروع، الذي قاده فريق «باث هيدروجين» (Bath Hydrogen) كمشروع جماعي وتطوّر بشكل كبير خلال العام الماضي. ومع عدم وجود خبرة أولية في تكنولوجيا الهيدروجين، شرع أعضاء الفريق في رحلة تعليمية صارمة مركزين على الأبحاث الحالية المتعلقة بالجوانب النظرية، والعملية لتكنولوجيا وقود الهيدروجين. بلغت جهود الفريق ذروتها في شهر مارس (آذار) الماضي عندما قاموا بتشغيل النموذج الأولي لمحركهم، والذي تم تشغيله بنجاح في محاولته الأولى، وهو إنجاز يميزهم باعتبارهم رواداً بين فرق الطلاب الجامعيين على مستوى العالم.

ووصف نيكولاس بيرت، القائد الفني وطالب الهندسة الميكانيكية في جامعة باث، أول اختبار ناجح بأنه «لحظة مثيرة للأعصاب» تحولت إلى انتصار لابتكار الطلاب، وتعاونهم. وقد لعب الدعم المقدم من الرعاة الأوائل ومجتمع الجامعة دوراً حاسماً في الوصول إلى هذا الإنجاز.

 

 

الحل في الهندسة

يعتمد النموذج الأولي على محرك بنزين معدل بأسطوانة واحدة، تبرعت به شركة «فانجارد» والذي تم اختياره لبساطته، وقدرته على التكيف. قام الفريق بدعم من شركات مثل «لينك إنجين مانجمانت» (Link Engine Management) و«كلين إير باور» (Clean Air Power) بإعادة هندسة هذا المحرك ليعمل مع حاقن الوقود الخاص بالهيدروجين، ووحدة التحكم الإلكترونية المتخصصة (ECU) المصممة للهيدروجين.

كان الهدف المباشر لفريق «باث هيدروجين» هو تكييف محرك «فورد إيكو بووست» (Ford Ecoboost) سعة 2.3 لتر لمشروعهم التالي، والذي يتضمن تسجيل أرقام قياسية مختلفة لسرعة الأرض باستخدام سيارة سباق «جينيتا جي20» (Ginetta G20) التي تعمل بوقود الهيدروجين. ولا تقتصر هذه الخطوة على تحطيم الأرقام القياسية فحسب، بل تتعلق أيضاً بدفع التطبيقات العملية للهيدروجين في المحركات عالية الأداء إلى الأمام.

لماذا الهيدروجين؟

يقدم الهيدروجين تحديات ومزايا فريدة كمصدر للوقود. وهو لا ينتج ثاني أكسيد الكربون عند نقطة الاستخدام، مما يوفر فائدة بيئية كبيرة مقارنة بالبنزين التقليدي. ومع ذلك، فإن كثافة الطاقة العالية لكل وحدة كتلة يقابلها كثافة طاقة منخفضة لكل حجم، مما يعقد حلول التخزين. يستكشف الفريق خيارات لتخزين الهيدروجين إما كغاز مضغوط بدرجة عالية أو سائل فائق التبريد للتغلب على هذه العقبات.

 

 

الأثر التعليمي للإنجاز

يعد المشروع استمراراً لالتزام جامعة باث بالريادة في مجال الابتكار الهندسي الذي يقوده الطلاب. بعد إغلاق (Team Bath Racing) الذي ركز على سيارات السباق التي تعمل بمحركات البنزين، حولت الجامعة تركيزها نحو المركبات عديمة الانبعاثات. ويدعم هذا التحول الأهداف البيئية الأوسع، ويزود الطلاب بخبرة عملية لا تقدر بثمن في التقنيات الناشئة.

من جهته، أشار الدكتور كيفن روبنسون المشرف الأكاديمي إلى أهمية الاستمرار في استكشاف دور محركات الاحتراق الداخلي في تحقيق أهداف الانبعاثات الصفرية، خاصة من خلال استخدام الهيدروجين، والوقود الاصطناعي. وأكد روبنسون أنه رغم أن الوقت لا يزال مبكراً، فإن التشغيل الناجح للمحرك النموذجي لمدة ثلاث ساعات تقريباً من التشغيل المتواصل، بما في ذلك اختبار الحمولة الكاملة، يعد بداية واعدة لما يمكن أن يؤدي إلى حلول هندسية أكثر أكثر استدامة.

التطلع قدماً

بينما يستعد فريق باث هيدروجين لمواجهة التحديات والفرص المستقبلية، فإن عملهم بمثابة منارة للمؤسسات التعليمية الأخرى، والطلاب في جميع أنحاء العالم. إنه يوضح الدور الحيوي للمشاريع الأكاديمية في معالجة القضايا العالمية، مثل النقل المستدام، والانتقال إلى مصادر الطاقة الأكثر مراعاة للبيئة.

يعتبر نجاح فريق «باث هيدروجين» ليس مجرد شهادة على مهاراتهم الفنية، ولكنه أيضاً انعكاس لالتزامهم بالاستدامة البيئية، والابتكار. ومع استمرارهم في تطوير وتحسين محركهم الذي يعمل بالهيدروجين، فإنهم يمهدون الطريق لإمكانيات جديدة في هندسة السيارات، والممارسات المستدامة.