فو يو، الذي يعمل في مجال مركبات خلايا وقود الهيدروجين لأكثر من 20 عامًا، يشعر مؤخرًا بشعور "العمل الجاد والحياة الجميلة".

من جهة، ستشهد مركبات خلايا الوقود فترة تجريبية وترويجية تمتد لأربع سنوات، مما سيُدخل التطور الصناعي في "فترة انتقالية". ومن جهة أخرى، في مسودة قانون الطاقة الصادرة في أبريل، أُدرجت طاقة الهيدروجين ضمن نظام الطاقة في بلادنا لأول مرة، بعد أن كانت تُدار سابقًا وفقًا لتصنيف "المواد الكيميائية الخطرة". هذا ما قاله بحماس في مقابلة هاتفية أجراها مؤخرًا مع مراسل وكالة أنباء الصين.

على مدى العشرين عامًا الماضية، انخرط فو يو في البحث والتطوير في معهد داليان للفيزياء الكيميائية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، والمركز الوطني لأبحاث الهندسة في مجال خلايا الوقود ومصادر الهيدروجين، وغيرها. وقد تتلمذ على يد يي باو ليان، خبير خلايا الوقود وعضو الأكاديمية الصينية للهندسة. لاحقًا، انضم إلى شركة مرموقة للعمل مع فرق في أمريكا الشمالية وأوروبا واليابان وكوريا الجنوبية، "لتحديد الفجوة بيننا وبين المستوى العالمي المتقدم، وكذلك لتقييم قدراتنا". في نهاية عام ٢٠١٨، شعر أن الوقت قد حان لتأسيس شركة جيآن لطاقة الهيدروجين، وهي شركة علمية وتقنية، بالتعاون مع شركاء ذوي رؤية مماثلة.

تنقسم مركبات الطاقة الجديدة بشكل رئيسي إلى فئتين: مركبات بطاريات الليثيوم ومركبات خلايا وقود الهيدروجين. وقد انتشرت الأولى إلى حد ما، ولكن عملياً، لم تُحل مشاكل مثل قصر مسافة القيادة، وطول وقت الشحن، وانخفاض سعة البطارية، وضعف التكيف مع البيئة بشكل كامل.

يؤمن فو يو وآخرون إيماناً راسخاً بأن مركبة خلايا وقود الهيدروجين التي تتمتع بنفس مستوى الحماية البيئية يمكن أن تعوض أوجه القصور في مركبة بطارية الليثيوم، وهو ما يمثل "الحل الأمثل" لطاقة السيارات.

"بشكل عام، يستغرق شحن السيارة الكهربائية بالكامل أكثر من نصف ساعة، بينما لا يستغرق شحن سيارة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين سوى ثلاث أو خمس دقائق." وقدّم مثالاً على ذلك. مع ذلك، فإنّ تصنيع سيارات خلايا وقود الهيدروجين على نطاق صناعي لا يزال متأخراً كثيراً عن تصنيع سيارات بطاريات الليثيوم، التي يحدّ من إنتاجها البطاريات نفسها، وتحديداً من عدد خلاياها.

قال فو يو: "المفاعل الكهربائي هو المكان الذي يحدث فيه التفاعل الكهروكيميائي، وهو المكون الأساسي لنظام طاقة خلية الوقود. جوهره يُعادل "المحرك"، الذي يُمكن اعتباره أيضًا "قلب" السيارة". وأضاف أنه نظرًا للعوائق التقنية الكبيرة، فإن عددًا قليلًا فقط من شركات السيارات الكبيرة وفرق ريادة الأعمال التابعة لمعاهد البحث العلمي ذات الصلة في العالم تمتلك القدرة الهندسية الاحترافية على تصميم منتجات المفاعلات الكهربائية. كما أن سلسلة التوريد لصناعة خلايا وقود الهيدروجين المحلية محدودة نسبيًا، ودرجة التوطين منخفضة نسبيًا، لا سيما فيما يتعلق باللوحة ثنائية القطب، وهي أحد المكونات المهمة، ما يُمثل "صعوبة" في العملية و"نقطة ضعف" في التطبيق.

تشير التقارير إلى أن تقنية الألواح ثنائية القطب المصنوعة من الجرافيت وتقنية الألواح ثنائية القطب المعدنية هما الأكثر استخدامًا في العالم. تتميز الأولى بمقاومة عالية للتآكل، وموصلية جيدة، وتوصيل حراري ممتاز، واستحوذت على الحصة الأكبر من السوق في المراحل الأولى من التصنيع، إلا أنها تعاني من بعض العيوب، مثل ضعف منع تسرب الهواء، وارتفاع تكلفة المواد، وتعقيد عملية التصنيع. أما الألواح ثنائية القطب المعدنية، فتتميز بخفة وزنها، وصغر حجمها، وقوتها العالية، وانخفاض تكلفتها، وسهولة تصنيعها، مما يجعلها مطلوبة بشدة من قبل شركات صناعة السيارات المحلية والأجنبية.

لهذا السبب، قاد فو يو فريقه في دراسة استمرت لسنوات عديدة، وأصدر أخيرًا الجيل الأول من منتجات خلايا الوقود المعدنية ثنائية القطب، التي طُوّرت بشكل مستقل في أوائل مايو. يعتمد المنتج على تقنية طلاء المعادن غير النبيلة فائقة المقاومة للتآكل والموصلة من الجيل الرابع، والمطورة من قبل شركة تشانغتشو ييماي، الشريك الاستراتيجي، وتقنية اللحام بالليزر الليفي عالية الدقة من شركة شنتشن تشونغوي، لحل مشكلة "عمر البطارية" التي عانت منها الصناعة لسنوات عديدة. وفقًا لبيانات الاختبار، تصل قدرة المفاعل الواحد إلى 70-120 كيلوواط، وهو مستوى من الدرجة الأولى في السوق حاليًا؛ وتعادل كثافة الطاقة النوعية تلك الخاصة بشركة تويوتا، الشركة الشهيرة في صناعة السيارات.

أُصيب المنتج التجريبي بفيروس كورونا المستجد في وقت حرج، مما أثار قلق فو يو الشديد. يقول: "كان جميع المختبرين الثلاثة الذين تم اختيارهم في البداية معزولين، ولم يكن بوسعهم سوى توجيه باقي فريق البحث والتطوير لتعلم تشغيل منصة الاختبار عبر مكالمات الفيديو عن بُعد يوميًا. لقد كان وقتًا عصيبًا". وأضاف أن الجانب الإيجابي هو أن نتائج الاختبار كانت أفضل من المتوقع، وأن الجميع متحمسون للغاية.

كشف فو يو عن خططهم لإطلاق نسخة مطورة من منتج المفاعل هذا العام، حيث سترتفع قدرة المفاعل الواحد إلى أكثر من 130 كيلوواط. وبعد تحقيق هدف "أفضل مفاعل طاقة في الصين"، سيصلون إلى أعلى المستويات العالمية، بما في ذلك رفع قدرة المفاعل الواحد إلى أكثر من 160 كيلوواط، وخفض التكاليف بشكل أكبر، واستخدام تقنية متطورة، ودعم سيارات خلايا وقود الهيدروجين المحلية.

بحسب بيانات جمعية صناعة السيارات الصينية، بلغ إنتاج ومبيعات مركبات خلايا الوقود في الصين عام 2019، 2833 و2737 مركبة على التوالي، بزيادة قدرها 85.5% و79.2% على أساس سنوي. ويوجد في الصين أكثر من 6000 مركبة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين، وقد تحقق هدف "5000 مركبة تعمل بخلايا الوقود بحلول عام 2020" الوارد في خارطة الطريق التقنية لمركبات الطاقة الموفرة للطاقة والجديدة.

تُستخدم مركبات خلايا وقود الهيدروجين حاليًا بشكل رئيسي في الحافلات والشاحنات الثقيلة والمركبات الخاصة وغيرها من المجالات في الصين. ويعتقد فو يو أنه نظرًا لمتطلبات النقل واللوجستيات العالية فيما يتعلق بمدى السير وقدرة التحميل، ستتفاقم عيوب مركبات بطاريات الليثيوم، وستستحوذ مركبات خلايا وقود الهيدروجين على هذا الجزء من السوق. ومع النضج التدريجي لمنتجات خلايا الوقود وتوسع نطاق استخدامها، سيُستخدم هذا النوع من المركبات على نطاق واسع في سيارات الركاب مستقبلًا.

وأشار فو يو أيضاً إلى أن المسودة الأخيرة لخطة الصين التجريبية والترويجية لمركبات خلايا الوقود أوضحت بجلاء ضرورة تطوير صناعة مركبات خلايا الوقود في الصين نحو تنمية مستدامة وصحية وعلمية ومنظمة. وهذا ما يجعله وفريقه الريادي أكثر حماساً وثقة.