Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

• Xe xanh
• 2020-11-18

Nguyên lý phản ứng hóa học của phương tiện trong tên lửa là giống nhau, và quãng đường lái xe có thể đạt gấp đôi so với 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 trong cuộc cạnh tranh, cho dù về quãng đường mà xe có thể di chuyển hay 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, người đứng đầu dự án công nghệ pin nhiên liệu và hydro, cho biết: “Các loại pin, pin, pin, pin nhiên liệu hoặc bất cứ thứ gì khác có thể sạc lại được, miễn là chúng đều 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 giải phóng một số carbon dioxide, vì vậy ngay cả hydro cũng không 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 còn gây 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. -Những chiếc Honda Clarity cơ bản được trang bị Hybro hàng ghế sau, hộc nhiên liệu dưới hàng ghế trước, vẫn có mui xe.

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 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 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 được tối ưu hóa 50% trên quãng đường 354 km của Tesla Model 3 tiêu chuẩn.

“Nếu bạn muốn biết tốc độ truyền điện đến xe thì câu trả lời là. Công suất nằm trong khoảng 1-2 megawatt (megawatt)”, Wipke nói. Khi bạn so sánh vớĐối 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.”

Một khi các phân tử này đi vào xe, sẽ có những khác biệt nhỏ. 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, 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 mỗi kg hydro. Về mặt năng lượng, con số này tương đương với 1,5 đô la Mỹ cho mỗi lít xăng. Giá ô tô và nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng hiện tại, giá không mấy khả quan .— -Mirai’s trình diễn .—— Giờ đây, chúng tôi tiếp tục trở thành đơn vị trở ngại chính cho việc cung cấp nhiên liệu cho các phương tiện: khách hàng hầu như không thể lấy nhiên liệu bên ngoài California. California Energy Partnership có kế hoạch thành lập 40 trạm cung cấp hydro, hầu hết trong số đó nằm ở Los Angeles hoặc Khu vực vùng Vịnh. ​​Nếu chủ sở hữu xe hơi muốn đi đến các khu vực khác của Hoa Kỳ, rất tiếc 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 xa so với 8.500 trạm xăng hiện tại của bang và 17.000 trạm sạc – cơ sở hạ tầng hydro ở các vùng khác của Hoa Kỳ rất khan hiếm, và hầu hết các bang khác không bán xe chạy bằng pin nhiên liệu. Có hai địa điểm ở New York và Connecticut, nhưng Vepke nói rằng vùng 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. Mạng ở đây khó hơn nhiều so với mạng ở California. Đã thêm Wipke. “Đây là một quá trình chậm chạp.” Ông dự đoán rằng sẽ mất vài năm để xe chạy bằng pin nhiên liệu trở thành một phương tiện giao thông mới. York. Mặc dù cơ sở hạ tầng của xe hybrid và xe điện truyền thống đã phát triển tốt nhưng Wipke tin rằng xe chạy bằng hydro có thể lấp đầy khoảng trống này.

“Một trong những lý do tại sao các nhà sản xuất ô tô thực sự hào hứng với hydro là nó giúp tạo ra những chiếc ô tô không phát thải, có thể thay thế hoàn toàn bất kỳ cơ sở ô tô hiện có nào trong danh mục sản phẩm, với sức kéo vừa đủ và đủ Phạm vi lái dài để thay thế xe tải lớn hoặc SUV của các mẫu xe truyền thống là một thách thức đối với công nghệ pin, nhưng đối với pin hydro, điều đó không quan trọng “

Một số loại xe đã xuất hiện hoặc đang trong quá trình phát triển . General Motors đang phát triển xe bán tải, Hyundai Motors đang giới thiệu những chiếc SUV, và Toyota Motor đã thiết kế và thử nghiệm một chiếc xe kéo trong ba năm. Mọi người đều sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Quận Cam đã thử nghiệm xe buýt công nghệ này từ năm 2016 và có 25 trạm xe buýt như vậy đang hoạt động tại Hoa Kỳ. Wipke và Ellis dự đoán rằng trong vài thập kỷ nữa, sẽ chỉ có một Các trạm tiếp nhiên liệu hydro và ô tô hydro sẽ có một tương lai tươi sáng ở khắp mọi nơi.àng (theo dân gian)