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 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 đó là quãng đường xe đi được hay thời gian sạc lại.

Vậy lời hứa của xe chạy bằng nhiên liệu hydro đối với chúng ta là gì?

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: “Xe hybrid có thể sạc lại, xe hybrid, pin, pin nhiên liệu hay bất cứ thứ gì khác, miễn là chúng được trang bị cùng một động cơ điện”, nhưng pin nhiên liệu khác xa so với pin. Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo 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 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. Tại 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 ít CO2, vì vậy ngay cả hydro cũng 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 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. -Những chiếc Honda Clarity cơ bản có Hybro hàng ghế sau, hộc nhiên liệu dưới hàng ghế trước, mui xe vẫn 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 ắc quy, hầu hết các xe ô tô chạy bằng ắc quy cũng chỉ đi được một nửa quãng đường so với ô tô 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 cũng không tồi. 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 năng lượng tới ô tô, thì câu trả lời là. Đây là 1-2 megawatt (MW). Khi bạn so sánh vớĐối với bộ sạc ắc quy ô tô điện tiêu chuẩn chỉ 2kW, 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 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, 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. 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 nó đã bao gồm chi phí nhiên liệu, hiện tại khoảng Đó là 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. Chi phí ô tô và giá nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng chi phí hiện tại không khả quan lắm.

Màn hình của Mirai. Xe có pin nhiên liệu: Bên ngoài California, khách hàng hầu như không thể lấy nhiên liệu. Cơ quan Hợp tác Năng lượng California vận hành các trạm cung cấp hydro trong 40 s, hầu hết nằm ở Los Angeles hoặc Bay Area. Nếu chủ sở hữu ô tô muốn đến các vùng khác của Hoa Kỳ, Thật không may, anh ấy không có cơ hội.-Wipke nói: “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. “Mặc dù ngành công nghệ tin tức có thể không đáp ứng đủ nhu cầu nhưng các nhà cung cấp vẫn đang nỗ lực với các tình nguyện viên. Họ sẽ mở một trạm tiếp nhiên liệu hydro mới mỗi tháng và phấn đấu đạt mục tiêu 200 trạm sạc ở California vào năm 2025. Nhưng ngay cả như vậy, con số này vẫn còn kém xa so với 8.500 trạm xăng và 17.000 trạm sạc pin hiện tại của tiểu bang. -Ở các khu vực khác của Hoa Kỳ, cơ sở hạ tầng hydro rất khan hiếm, và các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu không được bán ở hầu hết các tiểu bang khác. Có hai trạm ở thành phố New York và Connecticut, nhưng Vepke nói rằng vùng Đông Bắc chậm hơn California 5 năm. Về 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. Tuy nhiên, ở California Xây dựng một mạng lưới rộng lớn khó hơn nhiều so với ở California.

“Thử thách không chỉ giới hạn ở một tiểu bang. Nó cũng cần phải có nhiều người đến với nhau hơn và họ cảm thấy thoải mái. Với công nghệ này, đây là một quá trình chậm hơn, “Weipke nói thêm.” Ông dự đoán rằng sẽ mất vài năm để xe chạy bằng pin nhiên liệu trở thành phương tiện mới khả thi. York. Mặc dù cơ sở hạ tầng của xe hybrid và xe điện tử thông thường đã phát triển tốt, Vipke tin rằng các phương tiện chạy bằng hydro có thể đáp ứng nhu cầu của con người. void .

“Một trong những lý do tại sao các nhà sản xuất ô tô rất hào hứng với hydro là hydro có thể giúp đặt nền tảng cho các phương tiện không 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 sức kéo đủ dài và đủ thời gian để thay thế các mẫu xe truyền thống sẽ đặt ra thách thức đối với công nghệ pin, nhưng đối với pin hydro, điều này không quan trọng. “

Một số loại xe đã xuất hiện hoặc đang Trong giai đoạn 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 xe kéo trong ba năm. Tất cả các xe 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 ở 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)