Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

• Xe xanh
• 2020-10-23

Nguyên tắc phản ứng hóa học của phương tiện trong tên lửa là giống nhau, và nó di chuyển với tốc độ gấp đôi tốc độ của 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 một 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, cả về quãng đường mà xe có thể đi được hay thời gian cần sạc.

Vậy điều gì đã xảy ra với chiếc xe? Chúng tôi đã hứa một chiếc xe hydro?

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 xe điện, đó là một bộ sưu tập xe hơi. Giám đốc dự án công nghệ pin nhiên liệu và hydro, Keith Wipke cho biết:” Xe hybrid có thể sạc lại, hybrid, pin, tế bào nhiên liệu hoặc bất cứ thứ gì khác, miễn là chúng được lắp đặt Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia cho biết cũng có những động cơ điện giống nhau, nhưng pin nhiên liệu khác xa với pin. Pin lithium-ion hạng nặng trong Tesla Model S lưu trữ năng lượng dưới dạng dòng điện chạy giữa cực dương và cực âm. 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 học ban đầu đủ lớn, năng lượng được giải phóng sẽ giúp xe chuyển động.

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 được chuyển 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 nguồn năng lượng tuyệt vời cho những chiếc ô tô trong tương lai. -Hydrogen một mình có thể. Quá trình được tạo ra bằng cách đảo ngược quá trình này được gọi là điện phân. Chúng ta truyền một dòng điện trong nước, phân chia các phân tử nước thành các nguyên tử hydro và oxy. Tuy nhiên, có một cách khác, thông thường hơn, khi hydro được sản xuất trên quy mô lớn từ khí trong một quá trình 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 để tạo ra hydro.

Nó sẽ thải ra một số carbon dioxide, vì vậy ngay cả khi hydro không hoàn toàn sạch 100%. Tuy nhiên, nếu 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), thì xe chạy bằng pin nhiên liệu có hại cho môi trường hơn nhiều. Hydro được sử dụng trong các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu phải đến từ các nguồn năng lượng tái tạo và hy vọng sẽ đạt 100% trong tương lai. Điều này làm cho công nghệ này phù hợp với các loại pin tách pin khỏi hệ thống điện lưới. Công nghệ pin nhiên liệu có nhiều tác dụng tích cực, và điều cần cân nhắc duy nhất là giá cả. -Honda Clarity cơ bản có Hybro hàng ghế sau, hộc nhiên liệu dưới hàng ghế trước, mui xe vẫn còn nguyên.

Với sự phổ biến của xe điện, ngành công nghiệp ô tô ngày nay phải đối phó với hai vấn đề lớn về động cơ. Thứ nhất, bạn sẽ mất nhiều thời gian để sạc đầy pin (nếu tài xế không thể vào trạm sạc nhanh). Thứ hai, ngay cả khi đã sạc đầy pin, hầu hết những chiếc xe chạy bằng pin cũng chỉ đi được một nửa quãng đường so với những chiếc xe chạy bằng xăng truyền thống.

Xe chạy bằng pin nhiên liệu không có hai vấn đề này. . Hydro có thể được bơm vào ô tô nhanh như hydro được bơm vào xăng hoặc dầu động cơ. Sau khi bình xăng được sạc đầy, hoạt động của đường ống không tệ. Toyota Mirai là mẫu sedan chạy pin nhiên liệu, hiện tại quãng đường ngắn nhất trước khi người lái phải dừng lại là 510 km. Điều này có nghĩa là nó tối ưu hơn 50% so với quãng đường 354 km của Tesla Model 3 tiêu chuẩn.

“Nếu bạn muốn biết tốc độ truyền năng lượng tới ô tô, thì câu trả lời là. Đây là 1-2 megawatt (megawatt).Đối với bộ sạc ắc quy ô tô điện tiêu chuẩn chỉ 2 kW, 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.” Giữa xe chạy pin và xe điện. Pin ô tô 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. Nhưng theo Stephen Ellis, Giám đốc Phát triển Ô tô Hoa Kỳ của Honda, xe chạy bằng pin nhiên liệu có thể hoạt động giống như xe điện. Vì vậy, tăng tốc. Ellis chia sẻ. “Dù thế nào đi nữa, nó 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 cả.”

Nhưng để có được tất cả lợi ích, hiện tại, chúng ta phải chấp nhận trả giá. Giá thành của Honda Clarity phiên bản pin nhiên liệu gần như gấp đôi so với phiên bản chạy pin truyền thống. May mắn thay, điều này bao gồm chi phí nhiên liệu, hiện khoảng 14 đô la Mỹ cho mỗi kg hydro. Về mặt năng lượng, con số này tương đương 1,5 đô la Mỹ cho mỗi lít xăng. Giá xe và giá nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng chi phí hiện tại không cao lắm.

Màn hình của Mirai. Xe có pin nhiên liệu: Ngoài California, khách hàng hầu như không thể có được nhiên liệu. Tổ chức Hợp tác Năng lượng California vận hành 40 trạm tiếp nhiên liệu hydro, hầu hết được đặt ở Los Angeles hoặc Vùng Vịnh. Nếu chủ sở hữu muốn đi bất cứ nơi nào khác trên Hoa Kỳ, 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 phải có đủ trạm tiếp nhiên liệu hydro. Để đáp ứng nhu cầu”, Wipke nói.

Mặc dù ngành công nghiệp với công nghệ mới này không thể đáp ứng đủ nhu cầu, nhưng nguồn cung Doanh nghiệp vẫn đang nghiên cứu Oblige. Họ sẽ mở một trạm tiếp nhiên liệu hydro mới hàng tháng và mong muốn đạt được mục tiêu thành lập 200 trạm sạc ở California vào năm 2025. Nhưng ngay cả như vậy, con số này vẫn còn xa so với 8.500 trạm xăng và 17.000 trạm sạc pin hiện tại của bang. .

Ở các vùng khác của Hoa Kỳ, cơ sở hạ tầng hydro rất khan hiếm và hầu hết các bang khác không bán xe chạy bằng pin nhiên liệu. Có hai nhà ga ở New York và Connecticut, nhưng Vipke cho biết vùng Đông Bắc chậm hơn California 5 năm. Cùng với mật độ và môi trường chính trị, khu vực này rõ ràng là điểm khởi đầu cho sự bùng nổ tiếp theo của công nghệ hydro. Tuy nhiên, việc xây dựng một mạng lưới lớn ở California khó hơn nhiều so với ở California.

“Thử thách không chỉ giới hạn ở một bang. Nó cũng cần phải có nhiều người lại gần nhau và họ cảm thấy thoải mái. Sử dụng công nghệ này. Wipke nói thêm:” Anh ấy dự đoán rằng xe chạy bằng pin nhiên liệu sẽ trở thành phương tiện giao thông mới Phương tiện di chuyển sẽ mất vài năm. York. Mặc dù cơ sở hạ tầng của xe hybrid và xe điện truyền thống đã phát triển tốt nhưng Wipke tin rằng các phương tiện chạy bằng hydro có thể lấp đầy khoảng trống này.

“Một trong những lý do khiến các nhà sản xuất ô tô thực sự hào hứng với hydro là hydro giúp tạo ra nền tảng cho các phương tiện không phát thải, có thể thay thế hoàn toàn bất kỳ chiếc xe nào hiện có trong danh mục sản phẩm. Nó có đủ sức kéo và đủ dài Đã đến lúc phải thay thế những chiếc xe tải hoặc SUV cỡ lớn truyền thống. Đây là một thách thức đối với công nghệ pin, nhưng đối với hydro thì điều đó có thể xảy ra. “- Một số loại phương tiện như vậy đã xuất hiện hoặc đang được phát triển. General Motors đang phát triển xe bán tải, Hyundai Motors đang trình diễn xe SUV, và Toyota Motor đã thiết kế và thử nghiệm một chiếc xe kéo trong ba năm. Tất cả đều sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Cư dân Quận Cam đã thử nghiệm loại xe buýt công nghệ này từ năm 2016, và có 25 trạm xe buýt như vậy được sử dụng ở Hoa Kỳ. Trong một vài thập kỷ nữa, các trạm hydro và các phương tiện hydro sẽ có một tương lai tươi sáng trên toàn thế giới. Taehoàng (theo dân gian)