Những chiếc xe ô tô điện đang ngày càng gần gũi và phổ biến trong cuộc sống của chúng ta. Và đang có một loại phương tiện cũng xanh và sạch không kém đó chính là xe ô tô chạy bằng động cơ hydrogen. Loại xe này có liên quan đến xe ô tô điện nhưng với những điểm khác biệt khiến cho xe chạy bằng hydro đặc biệt và hiếm hơn.
Xe động cơ hydrogen là gì?
Xe động cơ hydrogen hay còn gọi là xe chạy bằng pin nhiên liệu. Đặc điểm nổi bật của loại xe này là sử dụng pin nhiên liệu còn được gọi là fuel-cell stack để tạo ra điện năng cho việc vận hành xe. Điều này phân biệt chúng với các xe điện truyền thống sử dụng bộ pin điện (battery pack).
Cách thức vận hành
Ô tô chạy bằng hydro, hay còn gọi là FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) tự sản xuất điện bằng cách sử dụng pin nhiên liệu, không phải từ nguồn điện bên ngoài như ô tô điện chạy bằng pin hoặc xe hybrid cắm điện.
Trong quá trình hoạt động, một phản ứng được gọi là điện phân ngược diễn ra trong pin nhiên liệu. Hydrogen từ bình chứa trong ô tô phản ứng với oxy từ không khí xung quanh, tạo ra năng lượng điện, nhiệt và hơi nước. Không có khí thải nào được tạo ra trong quá trình này.
Năng lượng điện từ pin nhiên liệu có thể chuyển đến động cơ điện để điều khiển phương tiện trực tiếp, hoặc được sử dụng để sạc pin để lưu trữ tạm thời năng lượng cho việc truyền động. Pin đệm này nhỏ hơn nhiều so với pin của ô tô chạy hoàn toàn bằng điện giúp giảm trọng lượng.
Thêm vào đó, ô tô chạy bằng hydro cũng có khả năng phục hồi năng lượng từ quá trình phanh, trong đó động cơ điện chuyển đổi động năng của ô tô trở lại thành năng lượng điện và lưu trữ vào pin đệm.
Phạm vi hoạt động
Phạm vi hoạt động của các xe chạy bằng hydrogen khá ấn tượng. Dưới đây là những ví dụ điển hình của một số mẫu xe chạy bằng hydro hiện nay:
- Hyundai ix35 Fuel Cell là chiếc xe hydro duy nhất trên thị trường Anh. Hyundai đã công bố rằng chiếc xe này có khả năng đi được đến 579km mà không cần tiếp nhiên liệu mới. Việc nạp nhiên liệu hydro cho xe tương tự như việc nạp xăng hay dầu diesel, điều này tạo nên sự thuận tiện cho người sử dụng.
- Toyota FCV được cho là có thể đi được khoảng 698km khi bình nhiên liệu đầy.
- General Motors cũng đang tích cực đầu tư vào xe ô tô chạy bằng hydro, với mô hình GM HydroGen4, một chiếc SUV có khả năng điều hành được 322km.
Ưu nhược điểm của xe chạy bằng Hydro
Ưu điểm
Giải quyết vòng đời như pin lithium
Trong khi pin lithium có xu hướng mất đi hiệu suất theo thời gian và yêu cầu quy trình phức tạp để tái chế, thì pin nhiên liệu hydro không gặp phải những vấn đề này. Các pin nhiên liệu hydro, hoặc pin nhiên liệu chế biến hydrogen, hoạt động bằng cách tạo điện năng thông qua sự kết hợp của hydrogen và oxy. Quá trình này không tạo ra mài mòn như trong pin lithium, do đó sẽ không gặp vấn đề về tuổi thọ.
Không gây ô nhiễm môi trường
Ô tô chạy bằng nhiên liệu hydro còn nổi bật với khả năng không tạo ra bất kỳ khí thải gây ô nhiễm nào. Điều này mang lại nhiều ưu điểm tích cực cho môi trường và chất lượng không khí.
Bằng cách sử dụng hydrogen và oxy để tạo ra điện năng trong pin nhiên liệu, quá trình này chỉ tạo ra một sản phẩm cuối cùng là hơi nước. Không có khí thải độc hại được sinh ra trong quá trình này, làm cho ô tô chạy bằng nhiên liệu hydro trở thành một giải pháp an toàn và thân thiện với môi trường.
Tiếp nhiên liệu nhanh chóng
Khả năng tiếp nhiên liệu nhanh chóng của xe chạy hydro là điều mà ô tô chạy động cơ điện đang gặp khó khăn trong việc thực hiện. Trong khoảng thời gian ngắn từ 5-10 phút, người lái xe có thể nhanh chóng tiếp nhiên liệu, tránh được thời gian chờ đợi dài như trong quá trình sạc ô tô điện.
Nhược điểm
Nhược điểm chính của pin nhiên liệu hydro là nguồn hydro không tự nhiên xuất hiện và phải được chiết xuất từ các nguồn khác. Mặc dù nước là nguồn chính của hydro và rất phổ biến trên trái đất nhưng quá trình tách hydro từ nước đòi hỏi phải sử dụng điện.
Để tách hydro từ nước, cần sử dụng điện để thực hiện quá trình elektrolisis, trong đó hydro và oxy được tách rời nhau. Tuy nhiên, để đảm bảo tính bền vững và thân thiện với môi trường, điện cần phải được cung cấp từ các nguồn năng lượng tái tạo như thủy điện, điện gió, hoặc điện mặt trời.
Một nhược điểm nữa là các trạm bơm nhiên liệu hydrogen vẫn chưa phổ biến hiện nay. Đây cũng là một rào cản lớn cho những người sử dụng dòng xe này.
So sánh xe ô tô điện với xe chạy bằng khí hydrogen
Khi so sánh ô tô điện và ô tô chạy bằng khí hydro, có một số điểm thú vị cần xem xét. Ô tô điện chạy bằng pin hiện đang chiếm ưu thế do sự áp dụng rộng rãi hơn trong ngành công nghiệp, được hỗ trợ nhiều hơn từ chính phủ, và có cơ sở hạ tầng sạch sẽ và phát triển hơn. Mặc dù cả hai loại xe này đều đang trên hành trình phát triển, nhưng xe điện có vẻ đang tiến triển nhanh hơn đối với người tiêu dùng.
Một khía cạnh mà xe chạy bằng pin nhiên liệu vượt trội so với xe điện là khả năng tiếp nhiên liệu. Mặc dù nhiều xe điện có thể sạc nhanh hơn bao giờ hết, nhưng vẫn không thể đạt được tốc độ tiếp nhiên liệu như ô tô chạy bằng khí hydro. Thời gian cần để tiếp nhiên liệu cho bình hydro lỏng của xe FCEV nhanh hơn nhiều so với thời gian sạc điện cho pin của ô tô điện.
Dù là xe điện hay xe chạy bằng khí hydro thì cả hai loại phương tiện đều tạo ra điện và không gây ra khí thải độc hại từ ống xả, đó là một đặc điểm tích cực giúp bảo vệ môi trường và làm cho chúng trở thành lựa chọn thân thiện với hành tinh của chúng ta.Trên đây là toàn bộ những thông tin về động cơ hydrogen. Hy vọng với những kiến thức này đã giúp bạn hiểu hơn về nguồn nhiên liệu xanh này. Hãy ghé thăm chúng tôi thường xuyên để cập nhật những kiến thức mới nhất về công nghệ nhé. Chúc bạn thành công!
