Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

• Xe xanh
• 2020-10-29

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 ô tô 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 ô tô di chuyển và thời gian sạc.

Vậy điều gì đã xảy ra với chiếc xe? 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. Keith Wipke, người đứng đầu dự án công nghệ pin nhiên liệu và hydro cho biết: “Xe hybrid có thể sạc lại, xe hybrid, pin, pin nhiên liệu hoặc bất cứ thứ gì khác, miễn là chúng có cùng một động cơ điện”, nhưng pin nhiên liệu khác xa so với pin. Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia. 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 bằng một phương pháp gọi là tái sinh metan ở pha khí. 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 khí 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 gây hại cho môi trường nhiều hơn.

California đã thông qua các quy định, ít nhất 33% lượng hydro được sử dụng trong các phương tiện 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 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. -Nền cơ bản Honda rõ ràng, hàng ghế sau bằng hybro, bình xăng gầm ghế trước, mui xe còn nguyên.

Mặc dù xe điện ngày càng trở nên phổ biến, nhưng ngành công nghiệp ô tô ngày nay phải đối mặt với hai vấn đề lớn về động cơ. Đầu tiên, sẽ mất một khoảng thời gian để sạc đầy pin (nếu người lái không thể vào trạm sạc nhanh). Thứ hai, ngay cả khi đã sạc đầy pin, hầu hết các xe chạy bằng pin sẽ chỉ bằng một nửa so với xe chạy xăng truyền thống. . 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 bằng pin nhiên liệu, hiện tại quãng đường lái xe ngắn nhất trước khi người lái phải dừng lại là 510 km. Điều này có nghĩa là nó được tối ưu hóa hơn 50% so với 354 km tiêu chuẩn của Tesla Model 3.

“Nếu bạn muốn biết tốc độ truyền năng lượng tới ô tô, câu trả lời là. Đây là 1-2 megawatt (MW)”, Wipke nói. Khi bạn so sánh vớĐối với bộ sạc tiêu chuẩn trên ô tô điện chỉ 2 kW, mức chênh lệch sẽ là 1000 lần. Chúng ta có thể dễ dàng hiểu tại sao phải mất nhiều thời gian để sạc một chiếc xe điện.

“Với hydro, những gì chúng tôi 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 tinh tế. Giữa xe chạy pin nhiên liệu 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. Tuy nhiên, theo Stephen Ellis, Giám đốc Phát triển Ô tô Hoa Kỳ của Honda, hiệu suất của xe chạy bằng pin nhiên liệu cũng tốt như xe điện.

“Với đủ động cơ, Honda Clarity chạy bằng hydro có thể hoạt động tốt. Loại tăng tốc này. Ellis chia sẻ.” Dù bằng cách nào thì nó cũng là một chiếc xe chạy 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 những lợi ích, hiện tại, chúng tôi phải chấp nhận cái giá phải trả. Giá của phiên bản pin nhiên liệu Honda Clarity gần như gấp đôi so với phiên bản pin truyền thống. May mắn thay, nó đã bao gồm chi phí nhiên liệu, hiện tính theo kg. Hydro vào khoảng 14 đô la Mỹ, về mặt năng lượng thì tương đương 1,5 đô la Mỹ cho một lít xăng. -Mirai’s trình diễn .—— Giờ đây, chúng tôi tiếp tục đặt ra một trở ngại lớn đối với pin nhiên liệu. Phương tiện: Khách hàng hầu như không thể tiếp nhiên liệu bên ngoài California. Tổ chức Hợp tác Năng lượng California có 40 trạm tiếp nhiên liệu hydro, hầu hết đều nằm ở Los Angeles hoặc Vùng Vịnh. ​​Nếu chủ sở hữu ô tô muốn đi bất kỳ 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” Các trạm tiếp nhiên liệu hydro phải được xây dựng để đáp ứng nhu cầu “, Wipke Nói. .

Mặc dù ngành công nghiệp với công nghệ mới này không thể đáp ứng đủ nhu cầu, các nhà cung cấp vẫn đang nghiên cứu Oblige. Họ sẽ mở một trạm tiếp nhiên liệu hydro mới hàng tháng và mong muốn xây dựng 200 trạm sạc ở California vào năm 2025 Mục đích. Mặc dù vậy, con số này còn khác xa so với 8.500 trạm xăng hiện tại của bang và 17.000 trạm xăng khác – cơ sở hạ tầng hydro ở các vùng khác của Hoa Kỳ rất khan hiếm và hầu hết các quốc gia khác không bán xe chạy bằng pin nhiên liệu. Bang New York và Connecticut có Hai trạm xăng, nhưng Vipke nói rằng Đông Bắc chậm hơn California 5 năm. Cùng với mật độ và môi trường chính trị, khu vực này rõ ràng là một bước ngoặt cho một đợt bùng nổ công nghệ hydro tiếp theo. So với California, công việc ở đây khó khăn hơn.

“Thử thách không giới hạn ở một bang. Nó cũng cần phải có nhiều người lại gần nhau và cảm thấy thoải mái. Với công nghệ này, Wipke nói thêm.

Anh ấy dự đoán rằng các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu sẽ trở nên Các phương tiện giao thông mới sẽ mất vài năm. York. Mặc dù cơ sở hạ tầng của phương tiện hybrid và phương tiện điện tử thông thường đã được phát triển tốt, Wipke tin rằng 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 công nghệ hydro là hydro có thể giúp đặt nền tảng cho việc không phát thải. Các phương tiện phát thải có thể thay thế hoàn toàn bất kỳ loại xe nào hiện có trong danh mục sản phẩm. Xe tải lớn hoặc xe SUV có đủ sức kéo và đủ dài để thay thế các phương tiện truyền thống. Đây là một thách thức đối với công nghệ pin, nhưng đối với hydro Đã nói nó không quan trọng. “

Một số loại xe này đã xuất hiện hoặc đang được phát triển. General Motors đang phát triển xe bán tải, Hyundai Motors đang giới thiệu SUV và Toyota Motor đã thiết kế và thử nghiệm một chiếc xe kéo trong ba năm. Tất cả đều sử dụng pin nhiên liệu. Công nghệ. Cư dân của Quận Cam đã trải nghiệm xe buýt công nghệ này từ năm 2016. Có 25 trạm xe buýt như vậy đang hoạt động trên khắp Hoa Kỳ. Wipke và Ellis dự đoán rằng trong vòng vài thập kỷ, Có một tương lai tươi sáng ở khắp mọi nơi trong các trạm tiếp nhiên liệu hydro và ô tô.àng (theo dân gian)