Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

• Xe xanh
• 2020-10-30

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 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 mà ô tô có thể di chuyển, hoặc thời gian cần thiết để sạc.

Vậy điều gì sẽ 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. 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 tạo ra 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 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 các nguồn tài nguyên 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. -Những chiếc 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. 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 pin đã được sạc đầy, hầu hết những chiếc xe chạy bằng pin sẽ chỉ đi được một nửa quãng đường so với xe chạy 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 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 tối ưu hơn 50% so với Tesla Model 3 tiêu chuẩn ở quãng đường 354 km.

“Nếu bạn muốn biết tốc độ truyền năng lượng tới ô tô, câu trả lời là. Nó là 1-2 MW (megawatt)”, 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. Nó tăng tốc như thế này. Ellis chia sẻ.” Dù bằng cách nào, nó cũng là một chiếc xe hoàn toàn chạy bằng điện. Bạn có thể chọn lắp bất kỳ loại động cơ điện nào. không vấn đề gì. “

Nhưng để có được tất cả những lợi ích, hiện tại, chúng ta phải chấp nhận cái giá phải trả. Giá của phiên bản pin nhiên liệu Honda Clarity gần như gấp đôi so với phiên bản chạy pin truyền thống. Rất may là chi phí này đã bao gồm chi phí nhiên liệu hiện tại. Khoảng 14 đô la Mỹ cho một kg hydro, về mặt năng lượng, con số này tương đương với 1,5 đô la Mỹ cho một lít xăng, giá thành ô tô và giá nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng hiện tại, chi phí này không khả quan lắm. – — Trình diễn của Mirai. Pin nhiên liệu: Khách hàng hầu như không thể mua được nhiên liệu bên ngoài California. Tổ chức Hợp tác Năng lượng California có 40 trạm tiếp nhiên liệu hydro, hầu hết nằm ở Los Angeles hoặc Vùng Vịnh. ​​Nếu chủ sở hữu ô tô muốn đến các vùng khác của Hoa Kỳ Thật tiếc khi anh ấy không có cơ hội.

“Người tiêu dùng thích xe chạy bằng pin nhiên liệu, nhưng thách thức thực sự là phải có đủ trạm pin nhiên liệu. Wipke nói.

Mặc dù ngành công nghệ mới này không thể đáp ứng đủ nhu cầu, các nhà cung cấp vẫn đang nghiên cứu Oblige. Họ mở một trạm tiếp nhiên liệu hydro mới hàng tháng và cố gắng đạt được mục tiêu 200 California. Trạm chiết nạp đến năm 2025. Nhưng dù vậy, con số này vẫn còn kém xa so với 8.500 trạm xăng hiện tại của bang và 17.000 trạm xăng khác.

Thiếu cơ sở hạ tầng hydro ở các vùng khác của Hoa Kỳ và xe chạy bằng pin nhiên liệu không được bán ở hầu hết các bang khác. Có hai trạm xăng ở New York và Connecticut. Tuy nhiên, Wipke nói rằng miền Bắc chậm hơn California 5 năm. Với mật độ dân số và môi trường chính trị, khu vực này rõ ràng là một bước ngoặt đối với Hoa Kỳ. Công nghệ nổ tiếp theo của hydro t. Tuy nhiên, việc xây dựng một mạng lưới lớn ở California khó hơn ở California.

“Thử thách không giới hạn ở một bang, mà phải tập hợp nhiều người lại với nhau trước khi họ cảm thấy thoải mái. Tốc độ chậm,” Wipke nói 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 chạy bằng hydro có thể lấp đầy khoảng trống.

“Một trong những lý do khiến các nhà sản xuất ô tô thực sự hào hứng với hydro là vì nó giúp tạo nền tảng cho các phương tiện không phát thải. Nó có thể thay thế hoàn toàn bất kỳ loại xe nào hiện có trong danh mục sản phẩm. Xe tải lớn hoặc xe địa hình có Đủ sức kéo và đủ lâu để thay thế các mẫu xe truyền thống, đây là một thách thức đối với công nghệ pin, nhưng đối với hydro, điều này là có thể. “

Loại phương tiện này đã xuất hiện hoặc đang được phát triển. General Motors đang phát triển xe bán tải, Hyundai trình làng SUV, và Toyota đã thiết kế và thử nghiệm xe kéo trong ba năm. Tất cả đều sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Cư dân Quận Cam đã được trải nghiệm xe buýt công nghệ này từ năm 2016, và có 25 điểm dừng xe buýt như vậy ở Hoa Kỳ.

Wipke và Ellis dự đoán rằng chỉ trong vài thập kỷ nữa, các trạm hydro và ô tô hydro sẽ có một tương lai tươi sáng ở khắp mọi nơi.àng (theo dân gian)