Kỷ nguyên dẫn đầu ô tô hydro

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 cạnh tranh về quãng đường chạy xe và thời gian sạc. 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, hybrid, pin, tế bào nhiên liệu hoặc bất cứ thứ gì khác, miễn là chúng Tất cả đều được trang bị động cơ giống nhau. “Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia cho biết. Pin lithium-ion hạng nặng trên Tesla Model S lưu trữ năng lượng dưới dạng dòng điện chạy giữa cực dương và cực âm. Pin nhiên liệu đi qua giữa nhiên liệu (thường là hydro) và oxy trong không khí. Phản ứng điện hóa được tạo ra để tạo ra điện. Trong quá trình phản ứng, hydro và oxy kết hợp để tạo ra điện và nước vô hại. Nếu phản ứng 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 chuyển qua pin nhiên liệu rồi chuyển thành điện năng thay vì phát nổ. Không điều kiện nào trong số những điều kiện này sẽ tạo ra khí thải độc hại, đó là lý do tại sao pin nhiên liệu được kỳ vọng sẽ trở thành tương lai của ô tô Lý do tạo ra nguồn điện tuyệt vời.-Bản thân hydro có thể. Quá trình được tạo ra bằng cách đảo ngược quá trình này được gọi là điện phân. Chúng ta cho 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 Phương pháp, nghĩa là, 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 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 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 tác động của xe chạy pin nhiên liệu đến môi trường lớn hơn nhiều so với xe chạy bằng pin nhiên liệu. Hydro được sử dụng 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 pin tách pin khỏi hệ thống điện lưới. Công nghệ pin nhiên liệu có nhiều tác dụng tích cực, điều cần cân nhắc duy nhất là giá cả.-Cơ bản Mẫu Honda Clarity được trang bị Hybro ở hàng ghế sau, pin nhiên liệu dưới hàng ghế trước, và mui xe vẫn nằm dưới mui xe.

Mặc dù xe điện ngày càng trở nên phổ biến, ngành công nghiệp ô tô phải đối phó với hai Vấn đề ở động cơ chính Thứ nhất, ắc quy mất nhiều thời gian để sạc đầy (nếu người lái không thể vào trạm sạc nhanh) Thứ hai, ngay cả khi đã sạc đầy ắc quy, hầu hết xe chạy ắc quy cũng chỉ đi được một nửa quãng đường so với xe chạy xăng truyền thống.

Xe chạy pin nhiên liệu không có hai vấn đề này. Hydro có thể được bơm vào xe nhanh như hydro được bơm vào xăng hoặc dầu máy. Sau khi bình xăng được sạc đầy, hoạt động của đường ống dẫn không hề kém. Toyota Mirai là một mẫu xe Đối với ô tô chạy pin nhiên liệu, quãng đường lái xe ngắn nhất hiện tại trước khi người lái xe phải dừng là 510 km. Điều này có nghĩa là quãng đường này được tối ưu hóa 50% so với 354 km tiêu chuẩn của Tesla Model 3.

“Nếu bạn muốn Công suất truyền đi nhanh như thế nào thì câu trả lời là. Công suất từ ​​1-2 megawatt (megawatts), “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. 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 tôi phải chấp nhận trả giá. 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 Nó là 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 ô tô và giá nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng mức giá hiện tại không khả quan lắm.

Trình diễn của Mirai. Giờ đây, mọi người tiếp tục gây trở ngại lớn đối với các phương tiện có pin nhiên liệu: khách hàng hầu như không thể lấy nhiên liệu bên ngoài California. Hợp tác năng lượng California vận hành 40 trạm tiếp nhiên liệu hydro, hầu hết đều nằm ở Los Angeles Hoặc Khu vực Vịnh. ​​Nếu chủ sở hữu xe hơi muốn đi đến các vùng khác của Hoa Kỳ, rất tiếc là 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 năng lượng hybrid và năng lượng thông thường của cơ sở hạ tầng xe điện đã được phát triển tốt, Wipke tin rằng các phương tiện chạy bằng hydro có thể lấp đầy khoảng trống này.

“Một trong những lý do tại sao các nhà sản xuất ô tô rất hào hứng với hydro là hydro giúp thiết lập cơ sở để không phát thải. Phương tiện có thể thay thế hoàn toàn bất kỳ chiếc xe nào hiện có trong danh mục sản phẩm. Xe có đủ sức kéo và đủ dài Thời gian thay thế các mẫu xe tải lớn hay SUV 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 phát triển. General Motors đang phát triển xe bán tải , Hyundai Motors đang trình diễn các mẫu xe SUV, Toyota Motors đã thiết kế và thử nghiệm một trailer trong ba năm. Mọi người đều sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Từ năm 2016, Orange County đã thử nghiệm xe buýt với công nghệ này, và ở Hoa Kỳ Có 25 trạm xe buýt như vậy đang hoạt động.

Wipke và Ellis dự đoán rằng trong vài thập kỷ nữa, chỉ một trạm tiếp nhiên liệu hydro và những chiếc xe chạy bằng hydro sẽ có một tương lai tươi sáng ở khắp mọi nơi.àng (theo dân gian)