Công nghệ năng lượng hydro trên xe hơi

Chuyên đề: Công nghệ thuật ngữ ô tô
Chỉnh sửa lúc: 26/10/2012

Trong những năm gần đây, rất nhiều hãng xe như GM, Honda, Hyundai, Mercedes-BenzToyota đã cho ra mắt những mẫu xe sử dụng pin nhiên liệu. Tuy nhiên giá của chúng lại khá cao và vấn đề tiếp nhiên liệu phức tạp, nên để thu hút được khách hàng thì những chiếc xe này phải vượt qua rất nhiều rào cản. Sau đây là những vấn đề về xe sử dụng pin nhiên liệu hydro.

Chúng ta lấy khí hydro ở đâu?

Cuộc cách mạng sử dụng pin nhiên liệu không thể bắt đầu nếu không có các trạm tiếp nhiên liệu và hiện nay hệ thống cung cấp hydro vẫn còn đang thiếu hụt. Những chiếc xe sử dụng pin nhiên liệu thường chỉ được người sử dụng dùng để đi tới sở làm. Vậy những chiếc trạm nhiên liệu đặt ở đâu?
Tùy thuộc vào nơi ở, có thể bạn sẽ phải chờ một thời gian. Năm năm trước, Chính phủ Mỹ đã quy hoạch một xa lộ hydro với những trạm nhiên liệu nằm bên đường dọc theo bờ biển California và tuyến đường I-95 kéo dài từ Maine đến Miami.

Mô hình hoạt động của pin nhiên liệu

1aad3_hydrogen_fueled_feature_how_a_fuel_cell_works_inline_photo_433583_s_original.jpg

Hệ thống pin nhiên liệu hoạt động như thế nào?

Hệ thống sẽ bơm khí hydro và oxy thông qua Anot và Catot, kết hợp với chất xúc tác sẽ tạo ra nước tinh khiết và dòng điện. Do mỗi viên pin chỉ tạo ra được dòng 0,7V nên người ta luôn sử dụng một cụm nhiều pin để tăng hiệu điện thế. Pin nhiên liệu có thể đạt hiệu suất lên tới 80%.
Nhưng bây giờ người ta đã nghĩ đến một kiểu mẫu khác: xây dựng các trạm theo từng khu vực địa phương để phục vụ cho những khu dân cư quanh ga tàu điện ngầm, sau đó sẽ dần dần liên kết chúng lại với nhau. Sử dụng kế hoạch này sẽ dễ dàng hơn so với việc tập trung xây dựng các trạm trong một khu vực, nó làm cho những người dân sống gần đó thấy rằng mua xe sử dụng nhiên liệu hydro là một lựa chọn hấp dẫn.

Trong tương lai gần, các trạm cung cấp nhiên liệu sẽ mua hydro từ các nhà sản xuất lớn. Nhưng về lâu dài thì chúng có thể sẽ sử dụng nhiên liệu lấy từ các nhà sản xuất địa phương khai thác nguồn nguyên liệu gần đó.

Người ta thường sản xuất khí hydro bằng cách hóa nhiệt khí tự nhiên, chủ yếu là khí metan. Khí tự nhiên là một loại nhiên liệu không tái tạo, nhưng nó thường có sẵn trong nội địa, Bộ Năng lượng Mỹ đã ước tính rằng phương tiện sử dụng nhiên liệu hydro được tạo ra bằng phương pháp hóa nhiệt vẫn tạo lượng khí thải C02 bằng một nửa so với những chiếc xe thông thường. Tuy nhiên loại hydro này lại đang được sản xuất với quy mô lớn và rẻ hơn so với các loại hydro khác.

Hydro cũng có thể được sản xuất bằng cách sử dụng các vật liệu hữu cơ, chẳng hạn như sản phẩm phụ nông nghiệp, chất thải động vật và nước thải. Chúng sẽ đưa vào quy trình khí hóa, chất hữu cơ được tiếp xúc với nhiệt, hơi nước và oxy để tạo thành một hỗn hợp khí, sau quá trình xử lí chúng ta sẽ thu được hydro nguyên chất. “Một bãi rác cũng có thể là nguồn nguyên liệu cho việc sản xuất khí hydro”, James Warner, Giám đốc Hiệp hội pin nhiên liệu và năng lượng hydro (FCHEA) cho biết.

Ngoài ra người ta cũng có thể sản xuất hydro bằng điện, quá trình này sẽ tách hydro ra khỏi nước bằng một dòng điện. Nghe có vẻ nó khả quan hơn so với việc sử dụng năng lượng hóa thạch và hữu cơ nhưng nó cũng có nhược điểm. Tuy nhiên một số nước lại sử dụng than để sản xuất điện. Còn hệ thống sản xuất điện bằng năng lượng gió và năng lượng mặt trời lại khá đắt, điều đó dẫn đến việc sử dụng năng lượng điện là không khả thi.

Giảm giá thành, tăng phạm vi hoạt động

Hiện nay, rào cản lớn nhất đối với ngành công nghiệp ô tô là chi phí cho các công nghệ hiện có. Ví dụ, các bộ pin nhiên liệu sử dụng trên xe hiện nay đều sử dụng bạch kim làm chất xúc tác. Nếu bạn mới mua một chiếc nhẫn đính hôn gần đây thì chắc hẳn bạn sẽ biết chúng đắt tiền như thế nào.

48c56_hydrogen_fueled_feature_just_add_water_diagram_photo_433598_s_original.jpg

Theo các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos đã chứng minh rằng chúng ta có thể sử dụng các chất liệu thông dụng hơn như sắt và coban để làm chất xúc tác, các nhà khoa học tại đại học Case Wester Reserve cũng đã phát triển một loại ống nano carbon có thể làm chất xúc tác với giá rẻ hơn 650 lần. Chất xúc tác tái chế có thể có giá thấp hơn nữa mặc dù các nhà sản xuất vẫn chưa đưa ra cái giá cụ thể.

Mercedes cũng đang tìm cách để nén khí hydro với áp suất lên tới hơn 10.000 psi để có thể lưu trữ được nhiều nhiên liệu hơn, kết hợp với việc sử dụng pin lithium-ion tiên tiến cho việc lưu trữ năng lượng bổ sung. Với những cải tiến như vậy, Tiến sĩ Herbert Kohler, Phó giám đốc Daimler phụ trách những sản phẩm tương lai, nhận định rằng những chiếc xe sắp tới sẽ có phạm vi hoạt động khoảng 600 dặm.

Hiện nay, Bộ Năng lượng Mỹ ước tính rằng giá của pin nhiên liệu đã giảm 30% trong 3 năm và 80% trong thập kỉ qua. Đồng thời, độ bền của chúng cũng đã tăng gấp đôi nhưng chúng vẫn cần phải tăng thêm nữa mới đáp ứng được yêu cầu. Những hệ thống pin nhiên liệu hiện này dự kiến có thể chạy trong vòng 2.500 giờ (tương đương quãng đường 75.000 dặm) nhưng như thế là chưa đủ. “Chúng ta cần đạt được mức 5.000 giờ để có thể cạnh tranh được với các công nghệ khác”, Sunita Satyapal, quản lí dự án pin nhiên liệu của Bộ Năng lượng Mỹ, cho biết.

Toyota hy vọng rằng họ có thể bán được một chiếc xe sử dụng năng lượng hydro với giá 50.000 đô la Mỹ, thấp hơn một nửa so với chi phí để sản xuất nó. Mặc dù công nghệ hiện đại có thể dẫn đến tăng chi phí, việc tiết kiệm trong ngắn hạn sẽ đến từ sản lượng. Tuy nhiên kể cả với những chiếc xe đã được sản xuất như FCX Clarity của Honda thì việc lấy sản lượng để bù đắp giá cả là điều rất khó khăn. Hy vọng là các nhà sản xuất sẽ sử dụng công nghệ này trên các chiếc xe cao cấp để chúng dễ được chấp nhận hơn.

Bắt đầu từ năm 2008, Honda đã bắt đầu chương trình cho thuê 200 chiếc FCX Clarity sử dụng pin nhiên liệu hydro. Cuối cùng đã có 24 khách hàng trả 600 USD mỗi tháng trong 3 năm để thuê chúng. Khi hợp đồng cho thuê kết thúc, Honda đã tiếp tục cho thuê một số chiếc và bắt đầu mổ xẻ nghiên cứu những chiếc còn lại. Dưới đây là những điều mà Honda đã rút ra được:

  • Những chiếc FCX Clarity di chuyển qua lại thường xuyên các quận hạt của Los Angles và Orange mà không gặp vấn đề gì (phạm vi di chuyển của FCX là 270 dặm).
  • Việc thiếu cơ sở hạ tầng là một sự bất tiện lớn cho những người không sống gần một trong 7 trạm nhiên liệu của California. Tất cả các trạm đều gần Los Angeles, giới hạn những chiếc xe di chuyển trong bán kính 150 dặm.
  • Người lái thường lái xe khoảng 12.000 dặm một năm. Một người được thuê sớm nhất cũng chỉ vừa quá mức 36.000 dặm cho 3 năm.
  • Các đại lý cho thuê xe FCX Clarity phải được đào tạo nghiêm ngặt để trả lời khách hàng. “Những nhân viên sẽ được hỏi những câu chưa bao giờ được hỏi”, quản lí bán hàng và marketing xe pin nhiên liệu của Honda, Steve Ellis, cho biết.

Chính quyền có ủng hộ chúng không?

Các nhà sản xuất xe và xây dựng cơ sở hạ tầng đều đồng ý rằng có một cách để cắt giảm chi phí là thông qua sự can thiệp của chính phủ. Tại Mỹ, mặc dù có vẻ như điều này không xảy ra. Bộ trưởng Năng lượng Mỹ, Steven Chu đã liên tục cố gắng để cắt giảm những tài trợ cho pin nhiên liệu, nhưng chúng luôn bị quốc hội phủ quyết.

Sự tập trung vào công nghệ pin có vẻ như là quá thiển cận đối với những người đề xướng công nghệ hydro. “Đây là những công nghệ bổ sung”, Steve Ellis cho biết. Công nghệ phát triển cho FCX hiện nay đang được sử dụng trên chiếc Fit EV.

Dự thảo phân bổ ngân sách của thượng viện Mỹ năm 2012 không thể dành nhiều tiền cho xe hydro và việc nghiên cứu pin nhiên liệu và chúng cũng không bao gồm việc hỗ trợ xây dựng cơ sở hạ tầng. Tuy nhiên những người bỏ tiền túi ra để xây dựng trạm tiếp nhiên liệu cho rằng họ có thể sử dụng một số sự giúp đỡ để chờ cho đến khi nhu cầu tăng lên và chi phí năng lượng tái tạo hạ xuống.

Theo Car & Driver

Bạn cảm thấy bài viết hữu ích?

Bài viết nổi bật

Công nghệ này trong tương lai nếu có thể nhân rộng thì trái đất sẽ xanh hơn bây giờ rất nhiều,bà con sống trong lành hơn.tle="" width="20" />

10:37:30 07/06/2013


Để ko ô nhiễm môi trường thì phải quay về đi xe bò xe ngựa thôi ;))


00:47:11 26/10/2012


Một bài về Công nghệ hydro trên ô tô khá đầy đủ.

Cũng giống như 7, 8 năm trước đây, nhiều người còn lạ với công nghệ plug-in và công nghệ hybrid với pin lithium ion, thì hiện hay đã quá quen thuộc. Những mẫu xe hybrid của Toyota, Lexus, Mercedes-Benz ... xuất hiện tại Việt Nam không ít.

Nếu phổ thông, nhiên liệu hydro sẽ vô cùng ưu việt vì không hề gây ô nhiễm. Đây là vấn đề mấu chốt.

Dù công nghệ plug-in hay hybrid là một bước tiến lớn nhưng trong suy nghĩ cá nhân, mình vẫn thấy chưa ổn. Ngoài chuyện phải dùng xăng/diesel thông thường, các mẫu xe plug-in hay hybrid vẫn phải dùng pin - một loại chứa nhiều chất thải gây ô nhiễm nghiêm trọng. Cùng lắm 10 năm, 20 năm sẽ hết hạn sử dụng, pin này sẽ được tái chế ra sao để nó không phá hoại môi trường?

Mới đây Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy đã công bố nghiên cứu về tác động của xe chạy bằng điện đến môi trường. Kết quả, xe ô tô chạy điện có thể gây ô nhiễm nhiều hơn cả xe chạy xăng hay dầu diesel. Theo báo cáo được công bố, lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính sẽ tăng lên đáng kể bởi muốn tạo ra điện con người sẽ dùng đến… than. Không những thế, nhà máy sản xuất xe điện cũng tạo ra nhiều chất thải độc hại hơn so với sản xuất xe thông thường.


01:47:11 18/10/2012


Công nghệ này rất hay nhưng để ứng dụng tại VN thì chắc chắn sẽ còn rất lâu nữa. Nhưng dù sao cũng cản ơn bác rất nhiều vì đã mở mang kiến thức cho anh em. :D


12:47:11 08/10/2012


Loading...

Bài viết mới nhất

  • einsteini

    Bài viết: 77

    Ý nghĩa các biểu tượng trên bảng đồng hồ trung tâm của xe hơi

    19:31 PM 22/07/2018
    38432
    Cùng với sự phát triển của công nghệ xe hơi, bảng điều khiển trung tâm cũng có sự phát triển. Infographic sau sẽ giúp bạn hiểu hơn về đồng hồ và bảng điều khiển trung tâm của xe hơi.
  • Anh Hai Khía

    0934 179 149

    Bài viết: 47

    Động cơ Boxer là gì? Nó hoạt động ra sao?

    20:45 PM 04/07/2018
    47615
    Động cơ Boxer (hay còn gọi là động cơ dạng phẳng - Flat Engine) là một loại động cơ đốt trong (cả xăng và Diesel) có cách sắp xếp piston nằm ngang đối xứng nhau.
  • Thanh Phương

    0972520567

    Bài viết: 265

    Xe của bạn lăn bánh như thế nào ?

    14:37 PM 29/06/2018
    873
    Những cụm từ viết tắt như FWD, RWD, AWD, 4WD có làm bạn cảm thấy lúng túng? Chúng là tên viết tắt tiếng Anh của các kiểu dẫn động trên xe gồm: dẫn động cầu trước (Front-Wheel Drive), dẫn động cầu sau (Rear-Wheel Drive), dẫn động 4 bánh toàn thời gian (All-Wheel Drive), dẫn động 4 bánh bán thời gian (Four-Wheel Drive). Để phân biệt dẫn động 4 bánh toàn thời gian và bán thời gian thậm chí còn đau đầu hơn nữa.
  • Hữu Đô Nguyễn

    0945979600

    Bài viết: 226

    Phủ nano cho kính xe hơi - ưu và nhược điểm cần lưu ý

    11:08 AM 20/06/2018
    41225
    Ngày nay xe hơi ngày càng trở nên thông dụng hơn, các dịch vụ bảo dưỡng, chăm sóc và làm đẹp xe ô tô cũng ngày càng được mở rộng, trong đó có dịch vụ phủ nano cho kính xe ô tô cũng đang rất được ưa chuộng.
  • Tri Cao

    Bài viết: 48

    Tại sao lại có nút ESP OFF trên ô tô?

    09:52 AM 18/06/2018
    15557
    Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program) không còn chỉ xuất hiện trên những mẫu xe hạng sang, mà chúng dần trở thành một trong những tính năng an toàn “không thể thiếu” cho hầu hết các mẫu xe phổ thông. Thế nhưng trên xe còn có nút ESP OFF? Nút này hoạt động ra sao và trong những trường hợp nào? Bài viết sẽ cung cấp cho bạn thông tin.
  • nbaocong

    Bài viết: 20

    Tìm hiểu về hệ thống điện trên xe ô tô

    08:58 AM 17/06/2018
    65859
    Hệ thống điện thực sự cần thiết cho hầu hết các hoạt động của xe. Hệ thống này gồm nhiều chi tiết kết nối chặt chẽ với nhau. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu trúc và cơ chế hoạt động của hệ thống điện trên xe.
  • Hoàng Tuấn

    0933665808

    Bài viết: 411

    Tổng quan các hệ thống trợ lực lái hiện nay

    19:32 PM 16/06/2018
    18477
    Ngày nay, các mẫu xe mới đa số đều có được hệ thống trợ lực tay lái do xu hướng bố trí dồn trọng lượng thân xe về phía cầu trước dẫn hướng. Tính năng này đặc biệt phát huy tác dụng khi phương tiện đứng yên hoặc di chuyển chậm, giúp tay lái trợ lực cho khả năng vận hành linh hoạt và ổn định hơn khi gặp địa hình xấu.
  • Hữu Đô Nguyễn

    0945979600

    Bài viết: 226

    Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ đèn Halogen, Xenon, LED và Laser

    09:53 AM 14/06/2018
    80425
    Hiện nay đang có 4 công nghệ chiếu sáng chính trên xe hơi là đèn halogen, xenon, LED và laser. Mỗi loại công nghệ đều có ưu nhược điểm riêng. DanhgiaXe sẽ phân tích để giúp bạn chọn lựa chiếc đèn ưng ý cho xe của mình.
  • Thanh Trường

    0938 38 7345

    Bài viết: 88

    Ý nghĩa các đèn cảnh báo trên bảng táp lô

    10:26 AM 05/06/2018
    312960
    Các đèn cảnh báo trên bảng táp lô là dấu hiệu cảnh báo cho các bác tài biết chiếc xe đang ở trong tình trạng như thế nào. Hãng cứu hộ của Anh, Britania đã tổng hợp 64 ký hiệu đèn cảnh báo phổ biến nhất trên bảng táp lô của các hãng xe hơi. Trong đó chỉ có 12 ký hiệu đèn là thường xuyên xuất hiện ở tất cả các mẫu xe. Bài viết dưới đây sẽ chỉ cho bạn biết các dấu hiệu đó.
  • ToanKoC

    0933 9966 45

    Bài viết: 127

    Hệ thống Hỗ trợ khởi hành ngang dốc và Hỗ trợ đổ đèo

    09:09 AM 02/06/2018
    18140
    Từ những lúc đầu làm quen với vô-lăng đến khi có thể tự tin đánh lái trên đường phố, chắc hẳn bạn đã trải qua việc dừng, khởi hành xe khi đang ở giữa lưng chừng dốc. Đó là một tình huống nguy hiểm nếu xe bị tuột dốc trước khi bạn có thể làm chủ được chân phanh và chân ga. DanhgiaXe sẽ giúp bạn tìm hiểu cách bạn khởi hành ngang dốc và hỗ trợ đỗ đèo.