Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

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 mục tiêu. Ô tô chạy bằng khí 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 khoảng cách mà xe có thể di chuyển, hoặc trong thời gian cần thiết để sạc.

Vậy, chuyện 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.

“Khi chúng ta nói về xe điện, đó là một bộ sưu tập xe hơi. Trưởng dự án công nghệ pin nhiên liệu và hydro, Keith Wipke cho biết:” Xe hybrid có thể sạc lại, xe hybrid, pin, pin nhiên liệu hoặc bất cứ thứ gì khác, Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia cho biết, miễn là chúng được trang bị cùng một động cơ điện “nhưng pin nhiên liệu khác xa pin. Các 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 với nhau để tạo ra điện và nước vô hại. Nếu phản ứng ban đầu đủ lớn, năng lượng giải phóng Sẽ giúp phương tiện di chuyển.

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 được tạo ra được truyền qua pin nhiên liệu và sau đó chuyển thành điện năng thay vì phát nổ. Không có điều kiện nào trong số này Sẽ 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. – Bản thân hydro 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 để phân chia các phân tử nước thành Nguyên tử hydro và oxy.Tuy nhiên, có một phương pháp khác thông thường hơn, đó là tạo hydro từ khí ở quy mô lớn trong một quá trình gọi là tái tạo khí mê-tan bằng hơi nước. Ở đó, hơi nước ở nhiệt độ cao và áp suất cao sẽ 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 lợi ích được so sánh với carbon dioxide được tạo ra bởi pin điện hoặc pin lai (đặc biệt là carbon dioxide được tạo ra bởi các phương tiện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch), thì Xe chạy bằng pin nhiên liệu gây hại cho môi trường hơn nhiều, nhiên liệu sử dụng cho xe chạy bằng pin nhiên liệu phải từ nguồn năng lượng tái tạo và dự kiến ​​sẽ đạt 100% trong tương lai, điều này khiến công nghệ này phù hợp với các loại pin tách pin khỏi hệ thống lưới pin nhiên liệu. Công nghệ có nhiều tác động tích cực, điều duy nhất cần quan tâm là giá cả.- Honda Clarity cơ bản có Hybro ở hàng ghế sau, bình xăng dưới hàng ghế trước, và mui xe vẫn ở trong mui xe .—— Với sự phổ biến của xe điện, ngành công nghiệp ô tô ngày nay phải giải quyết hai vấn đề về động cơ chính. Thứ nhất, cần một khoảng thời gian để sạc đầy pin (nếu người lái xe không thể vào trạm sạc nhanh). Thứ hai, ngay cả khi pin đã được sạc đầy, hầu hết Ô tô chạy bằng pin chỉ có thể đi được một nửa quãng đường so với ô tô chạy bằng xăng truyền thống. Ô tô chạy bằng pin không thể có hai vấn đề này. Hydro có thể được bơm vào xe nhanh như xăng hoặc dầu được bơm vào. Sau khi bình nhiên liệu được sạc đầy, Toyota Mirai là một chiếc xe chạy pin nhiên liệu và quãng đường lái xe ngắn nhất trước khi người lái phải dừng lại là 510 km, nghĩa là nó được tối ưu hóa 50% so với quãng đường 354 km của Tesla Model 3 tiêu chuẩn. .

“Nếu bạn muốn biết tốc độ truyền lực cho ô tô thì câu trả lời là có. Đây là 1-2 megawatt (megawatt). 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 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, xe chạy bằng pin nhiên liệu có thể so sánh với xe điện. Vì vậy, tăng tốc. Ellis chia sẻ. “Dù thế nào đi nữa, nó là một chiếc xe 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 ta phải chấp nhận trả giá. Giá thành của Honda Clarity phiên bản pin nhiên liệu gần như gấp đôi so với phiên bản chạy pin điện truyền thống. May mắn thay, điều này bao gồm chi phí nhiên liệu hiện tại. Khoảng 14 đô la cho mỗi kg hydro. Về mặt năng lượng, con số này tương đương 1,5 đô la Mỹ cho mỗi lít xăng. Giá xe và nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng hiện tại, mức giá này không mấy khả quan.

Màn hình của Mirai. Đơn vị: Khách hàng hầu như không thể lấy nhiên liệu bên ngoài California. Đối tác Năng lượng California có kế hoạch thành lập 40 trạm cung cấp hydro, hầu hết được đặt tại Los Angeles hoặc Vùng Vịnh. Nếu chủ nhân muốn đi đến những nơi khác trên đất Mỹ, rất tiếc là anh ta không có cơ hội. -Wipke nói: “Người tiêu dùng thích xe chạy bằng pin nhiên liệu, nhưng thách thức thực sự là ‘các trạm tiếp nhiên liệu Hydrogen phải được xây dựng để đáp ứng nhu cầu.” Mặc dù ngành công nghiệp với công nghệ mới này có thể không đáp ứng được nhu cầu, các nhà cung cấp vẫn đang nghiên cứu Obliger. Một trạm tiếp nhiên liệu hydro mới sẽ được mở hàng tháng và họ rất mong muốn đạt được mục tiêu thành lập 200 trạm sạc ở California vào năm 2025. Nhưng ngay cả như vậy, con số này vẫn còn xa so với 8.500 cây xăng hiện tại trong bang. 17.000 trạm sạc pin. Ở các vùng khác của Hoa Kỳ, cơ sở hạ tầng hydro rất khan hiếm và hầu hết các bang khác không bán xe chạy bằng pin nhiên liệu. Có hai nhà ga ở New York và Connecticut, nhưng Vepke cho biết vùng Đông Bắc chậm hơn California 5 năm. Mật độ và môi trường chính trị của nó rõ ràng là bước ngoặt cho một đợt bùng nổ công nghệ hydro tiếp theo. Tuy nhiên, việc xây dựng một mạng lưới lớn ở California khó hơn nhiều so với ở California.

“Thử thách không giới hạn ở một bang. Phải tập hợp nhiều người lại với nhau hơn để họ cảm thấy thoải mái. Sử dụng công nghệ này. Wipke nói thêm:” Anh ấy dự đoán rằng xe chạy bằng pin nhiên liệu sẽ trở thành phương tiện giao thông mới Các phương tiện di chuyển sẽ mất vài năm. York. Mặc dù cơ sở hạ tầng của xe hybrid và xe điện truyền thống đã phát triển tốt nhưng Wipke tin rằng các phương tiện chạy bằng hydro có thể lấp đầy khoảng trống này. 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 đủ sức kéo và thời gian đủ dài để thay thế các mẫu xe truyền thống là một thách thức đối với công nghệ pin, nhưng đối với hydro, Điều này 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 trình làng SUV, và Toyota Motor đã thiết kế và thử nghiệm một chiếc xe kéo trong ba năm. Tất cả đều sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Kể từ năm 2016, Quận Cam đã thử nghiệm xe buýt công nghệ này và có 25 trạm xe buýt như vậy đang hoạt động ở Hoa Kỳ.

Wipke và Ellis dự đoán rằng sẽ chỉ có một trong vài thập kỷ nữa. Các trạm hydro và ô tô hydro sẽ có một tương lai tươi sáng ở khắp mọi nơi.àng (cơ chế nhạc pop tiêu chuẩn)