Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

• Xe xanh
• 2020-11-09

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 hydro, từng được ca ngợi là ô tô của tương lai, rất hiếm và tương đối ít người biết đến. Pin nhiên liệu thực sự có nhiều lợi thế trong cuộc cạnh tranh, cho dù về quãng đường mà xe có thể di chuyển, hay về thời gian cần thiết để sạc.

Vậy, điều 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 loại 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, Giám đốc Dự án Công nghệ Tế bào Nhiên liệu và Hydro, cho biết: “Miễn là plug-in hybrid, hybrid, pin, pin nhiên liệu hoặc bất cứ thứ gì khác, miễn là chúng có cùng một động cơ điện là được.” National Renewable Energy Experiment of United States. Phòng cho biết. 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 một chiếc ô tô, năng lượng được tạo ra được chuyển qua pin nhiên liệu và sau đó 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 giải phóng 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 gây hại cho môi trường nhiều hơn.

California đã thông qua quy định 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 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. 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 sau khi đã sạc đầy pin, hầu hết những chiếc xe chạy bằng pin chỉ có thể đi được một nửa quãng đường so với xe chạy xăng truyền thống.

Xe chạy pin nhiên liệu sẽ không gặp phải 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 cung cấp năng lượng cho ô tô, thì câu trả lời là. Công suất là từ 1 đến 2 MW (megawatt)”, Wipke nói. Khi 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, thứ 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. Ắc quy 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 của Honda tại Hoa Kỳ, xe chạy bằng pin nhiên liệu có thể hiệu quả như xe điện.

“Với đủ động cơ, Honda Clarity chạy bằng hydro có thể hoạt động tốt. Khả năng tăng tốc như vậy. Ellis chia sẻ.” Dù bằng cách nào, nó cũng là một chiếc xe chạy hoàn toàn bằng điện và 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 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 mỗi lít xăng. Chi phí cho ô tô và nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng hiện tại, chi phí này không khả quan lắm .— -Mirai’s trình diễn. Tế bào nhiên liệu: Trên thực tế, khách hàng không thể tiếp nhiên liệu bên ngoài California. California Energy Partnership đã bùng nổ với 40 trạm tiếp nhiên liệu hydro, hầu hết đều nằm ở Los Angeles hoặc Bay Area. Nếu chủ sở hữu ô tô Anh ấy muốn đi bất cứ nơi nào khác ở Hoa Kỳ, nhưng tiếc là anh ấy không có cơ hội.

“Người tiêu dùng thích xe chạy bằng pin nhiên liệu, nhưng thách thức thực sự là có đủ trạm tiếp nhiên liệu hydro. Wipke cho biết để đáp ứng nhu cầu “. Mặc dù ngành công nghiệp với công nghệ mới này không thể đáp ứng đủ nhu cầu, nhưng các nhà cung cấp vẫn đang nghiên cứu Oblige. Họ mở một trạm tiếp nhiên liệu hydro mới hàng tháng và mong muốn đạt được nó vào năm 2025 Mục tiêu thành lập 200 trạm sạc ở California. Nhưng ngay cả như vậy, con số này vẫn còn xa so với 8.500 trạm xăng và 17.000 trạm sạc hiện tại của tiểu bang .—— Tại các khu vực khác của Hoa Kỳ, cơ sở hạ tầng hydro rất khan hiếm và hầu hết Các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu không được bán ở các bang khác. Có hai đài phát thanh ở New York và Connecticut, nhưng Vipke cho biết Northwest Exchange chậm hơn California 5 năm. Cùng với mật độ và môi trường chính trị, khu vực này rõ ràng là nơi bùng nổ công nghệ hydro tiếp theo. Đó là một bước ngoặt. Tuy nhiên, việc xây dựng một mạng lưới rộng lớn ở California khó hơn nhiều so với ở California.

“Thử thách không chỉ giới hạn ở một tiểu bang, nhưng nó cần phải có nhiều người đến với nhau hơn và khiến họ cảm thấy thoải mái. Với công nghệ này, đó là một quá trình chậm hơn “, Wipke nói thêm:

Ông dự đoán rằng sẽ mất vài năm để xe chạy bằng pin nhiên liệu trở thành một phương tiện giao thông mới. Cơ sở hạ tầng của ô tô và ô tô điện tử thông thường đã phát triển tốt nhưng Wipke tin rằng ô tô chạy bằng hydro có thể lấp đầy khoảng trống này. Xe không phát thải hoàn toàn có thể thay thế bất kỳ loại ô tô nào hiện có trong danh mục sản phẩm xe tải lớn hoặc SUV có đủ Đây là một thách thức đối với công nghệ đơn bào, nhưng đối với hydro thì không sao. “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 làng những chiếc SUV, và Toyota Motors đã thiết kế và thử nghiệm một chiếc xe đầu kéo trong ba năm. Tất cả đều sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Cư dân 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 nước Mỹ. Wipke và Ellis dự đoán rằng trong nhiều thập kỷ, sẽ chỉ có một Trạm hydro và ô tô trạm hydro có một tương lai tươi sáng ở khắp mọi nơi.àng (theo dân gian)