Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

• Xe xanh
• 2020-10-23

Nguyên lý phản ứng hóa học của phương tiện trong tên lửa là giống nhau, và quãng đường lái được gấp đôi Tesla. Đây là một chiếc xe chạy bằng nhiên liệu hydro. Nhưng trừ khi bạn sống ở California, bạn sẽ khó nhìn thấy chúng trên đường.

Ngày nay, xe điện chạy bằng pin sạc dường như đã trở thành mục tiêu. Những chiếc xe chạy bằng khí hydro, từng được ca ngợi là sức mạnh của tương lai, rất hiếm và tương đối mờ mịt. Pin nhiên liệu thực sự có nhiều lợi thế cạnh tranh, cho dù đó là quãng đường xe đi được hay thời gian sạc lại.

Vậy, chuyện gì đã xảy ra với chiếc xe chạy bằng hydro mà chúng ta đã hứa?

Mirai có hydro. Ảnh: Toyota

Điều đầu tiên cần biết: ô tô chạy bằng hydro là ô tô điện. Chúng ta có xu hướng cho rằng chỉ những chiếc xe có pin sạc như Tesla, Nissan Leaf hay Chevrolet Bolt mới là xe điện. Trên thực tế, ô tô chạy bằng hydro chạy bằng xăng, nhưng năng lượng chúng tạo ra là điện.

“Khi chúng ta nói về ô tô điện, đó là một bộ sưu tập ô tô. Xe hybrid, hybrid, pin, pin nhiên liệu hoặc bất cứ thứ gì khác, miễn là chúng được trang bị cùng một động cơ điện”, hydro và nhiên liệu Keith Wipke, người đứng đầu chương trình thử nghiệm công nghệ pin cho biết, “Điều này rất khác so với pin nhiên liệu. Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia cho biết. Pin lithium-ion hạng nặng trong Tesla Model S được lưu trữ dưới dạng dòng điện chạy giữa cực dương và cực âm. Năng lượng. Pin nhiên liệu tạo ra điện bằng cách tạo ra phản ứng điện hóa giữa nhiên liệu (thường là hydro) và oxy trong không khí. Trong quá trình phản ứng, hydro và oxy kết hợp để tạo ra điện và nước vô hại. Nếu phản ứng ban đầu đủ lớn, Năng lượng được giải phóng sẽ giúp phương tiện di chuyển. Sự kết hợp cơ học và hóa học này tương tự như phản ứng hydro-oxy xảy ra trong động cơ tên lửa. Trong ô tô, năng lượng tạo ra được truyền qua pin nhiên liệu và sau đó chuyển hóa thành điện năng thay vì phát nổ. Những điều kiện này sẽ không tạo ra khí thải độc hại, đó là lý do tại sao pin nhiên liệu được kỳ vọng sẽ trở thành một nguồn năng lượng tuyệt vời cho những chiếc ô tô trong tương lai. Bản thân hydro có thể. Quá trình tạo ra bằng cách đảo ngược quá trình này được gọi là điện phân. Các phân tử nước được chia thành các nguyên tử hydro và oxy.Tuy nhiên, có một cách khác thông thường hơn, đó là khi hydro được tạo ra trên quy mô lớn từ khí trong một quá trình được gọi là tái tạo metan bằng hơi nước. Ở đó, hơi nước ở nhiệt độ cao và áp suất cao sẽ được kết hợp với khí tự nhiên Sản xuất hydro.

Nó sẽ thải ra một số carbon dioxide, vì vậy ngay cả khi hydro không hoàn toàn sạch 100%. Tuy nhiên, nếu bạn so sánh doanh thu với doanh thu do carbon dioxide tạo ra từ pin điện hoặc pin hybrid (đặc biệt là xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch) , Xe chạy bằng pin nhiên liệu có hại cho môi trường hơn nhiều.

California đã thông qua luật này, ít nhất 33% lượng hydro được sử dụng trong xe chạy bằng pin nhiên liệu phải đến từ năng lượng tái tạo và hy vọng sẽ đạt 100% trong tương lai. Điều này làm cho công nghệ này phù hợp với pin giúp tách pin ra khỏi hệ thống lưới điện.Công nghệ pin nhiên liệu có nhiều tác dụng tích cực, điều duy nhất cần quan tâm là giá cả.-Honda Clarity cơ bản có Hybro ở hàng ghế sau, và hàng ghế trước Pin nhiên liệu bên dưới, phần mui xe vẫn nằm trong mui xe.

Với sự phổ biến của xe điện, ngành công nghiệp ô tô phải giải quyết hai vấn đề về động cơ chính. Thứ nhất, mất nhiều thời gian để sạc đầy pin (nếu lái xe Người lao động không thể vào trạm sạc nhanh) Thứ hai, ngay cả khi đã sạc đầy pin, hầu hết các xe chạy bằng pin sẽ chỉ đi được một nửa quãng đường so với xe chạy xăng truyền thống.

Xe chạy bằng pin không gặp hai vấn đề này. Hydro có thể được bơm vào xe nhanh như hydro được bơm vào xăng hoặc dầu máy, sau khi bình nhiên liệu được sạc đầy, hiệu suất của đường ống dẫn là không tồi. Toyota Mirai là một chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu, hiện tại lái xe ngắn nhất trước khi người lái phải dừng lại Khoảng cách là 510 km. Điều này có nghĩa là nó được tối ưu hóa hơn 50% so với 354 km của Tesla Model 3. Tiêu chuẩn

“Nếu bạn muốn biết tốc độ mà năng lượng được truyền tới xe, thì câu trả lời là có. Đây là 1-2 megawatt (megawatt). Khi bạn so sánh vớĐối với bộ sạc ắc quy ô tô điện tiêu chuẩn chỉ 2kW, mức chênh lệch sẽ là 1000 lần. Dễ hiểu tại sao phải sạc một chiếc ô tô điện lâu như vậy.

“Với hydro, những gì bạn đưa vào xe là phân tử,” Wipke giải thích. “Miễn là bạn có đủ áp suất và lực cản thấp, bạn có thể bơm nhiên liệu rất nhanh.”

Một khi các phân tử này đi vào xe, sẽ có những khác biệt nhỏ. Giữa xe chạy pin nhiên liệu và xe điện. Pin xe điện nổi tiếng có hiệu suất đáng kinh ngạc. Ví dụ, Tesla Roaster đã tăng tốc từ 0 lên 100 km / h trong 1,9 giây, lập kỷ lục năm 2017. Tuy nhiên, theo Stephen Ellis, Giám đốc Phát triển Ô tô Hoa Kỳ của Honda, xe chạy pin nhiên liệu có thể được so sánh với xe điện. Vì vậy, tăng tốc. Ellis chia sẻ. “Dù thế nào đi nữa, nó cũng là một chiếc xe hoàn toàn bằng điện. Bạn có thể chọn lắp bất kỳ loại động cơ điện nào. Không có vấn đề gì.”

— Tuy nhiên, để có được tất cả những lợi ích, hiện tại, chúng tôi phải chấp nhận mức giá cao. Giá thành của Honda Clarity phiên bản pin nhiên liệu gần như gấp đôi so với phiên bản chạy pin điện truyền thống. May mắn thay, điều này bao gồm chi phí nhiên liệu hiện tại. Khoảng 14 đô la cho mỗi kg hydro. Về mặt năng lượng, con số này tương đương 1,5 đô la Mỹ cho mỗi lít xăng. Giá xe ô tô và giá nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng hiện tại, chi phí bỏ ra không mấy khả quan.

Màn hình của Mirai.

Bây giờ, chúng tôi tiếp tục đặt ra một trở ngại lớn cho pin nhiên liệu đối với các phương tiện giao thông với những trở ngại sau: Trên thực tế, khách hàng không thể tiếp nhiên liệu bên ngoài California. California Energy Partners có kế hoạch xây dựng 40 trạm cung cấp hydro, hầu hết được đặt ở Los Angeles hoặc Bay Area. Nếu chủ nhân muốn đi đến những nơi khác trên đất Mỹ, rất tiếc là anh ta không có cơ hội.

“Người tiêu dùng thích xe chạy bằng pin nhiên liệu, nhưng thách thức thực sự là” Các trạm tiếp nhiên liệu hydro phải được xây dựng để đáp ứng nhu cầu “, Wipke nói .—— Mặc dù ngành công nghệ mới này không thể đáp ứng nhu cầu, nhưng nhà cung cấp Vẫn đang nghiên cứu Oblige, họ sẽ mở một trạm tiếp nhiên liệu hydro mới hàng tháng và mong muốn đạt được mục tiêu 200 trạm sạc ở California vào năm 2025. Do đó, con số này bằng với 8.500 trạm xăng và 17.000 pin hiện tại của bang. Các trạm sạc nằm cách xa nhau – cơ sở hạ tầng hydro rất khan hiếm ở các vùng khác của Hoa Kỳ và các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu không được bán ở hầu hết các quốc gia khác. New York và Connecticut có hai trạm xăng, nhưng Vepke nói rằng vùng Đông Bắc đang tụt hậu so với California Năm năm, cùng với mật độ và môi trường chính trị, khu vực này rõ ràng là một bước ngoặt cho vòng bùng nổ công nghệ hydro tiếp theo. Xây dựng một mạng lưới lớn ở California khó hơn nhiều so với ở California. Đây là một quá trình chậm hơn, “Wipke Thêm.

Ông dự đoán rằng sẽ mất vài năm để xe chạy bằng pin nhiên liệu trở thành phương tiện giao thông mới. York. Mặc dù cơ sở hạ tầng của xe hybrid và xe điện truyền thống đã phát triển tốt, Wipke tin rằng xe điện có thể lấp đầy khoảng trống.

“Một trong những lý do khiến các nhà sản xuất ô tô rất hào hứng với công nghệ hydro là năng lượng hydro có thể giúp đặt nền móng cho các phương tiện không phát thải. Công nghệ này có thể thay thế hoàn toàn bất kỳ chiếc xe nào hiện có trong danh mục sản phẩm. Xe tải lớn hoặc Xe địa hình có đủ sức kéo và đủ dài để thay thế các mẫu xe truyền thống. Đây là một thách thức đối với công nghệ pin, nhưng không quan trọng đối với hydro.

Một số loại xe như vậy đã xuất hiện Hoặc đang trong quá trình phát triển. General Motors đang phát triển một chiếc xe bán tải, Hyundai đang giới thiệu một chiếc SUV, Toyota đã thiết kế và thử nghiệm một chiếc rơ-moóc trong ba năm. Tất cả đều sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Kể từ năm 2016, Cư dân Quận Cam đã được trải nghiệm xe buýt công nghệ này, ở Mỹ có 25 trạm xe buýt như vậy, Wipke và Ellis dự đoán rằng trong vài thập kỷ nữa, các trạm tiếp nhiên liệu hydro và ô tô sẽ có mặt khắp nơi. Có một tương lai tươi sáng.àng (theo dân gian)