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

  • Hoàng Tuấn

    0933566080

    Bài viết: 354

    Ford thử nghiệm hệ thống cảnh báo đèn đỏ từ xa dành cho ô tô

    10:14 AM 23/08/2017
    247
    Ford đang thử nghiệm công nghệ giúp người lái xe ô tô tránh được các điểm dừng đèn đỏ để tiết kiệm tới 20% thời gian tham gia giao thông mỗi ngày...
  • Mai Trâm

    Bài viết: 24

    Sẽ ra sao khi xế hộp sở hữu những chiếc loa “tàng hình”?

    15:26 PM 09/08/2017
    768
    Hãy tưởng tượng chiếc xe với hệ thống loa âm thanh “đồ sộ”, đắt tiền của bạn sẽ biến mất hoàn toàn vào một ngày nào đó. Nhưng điều đó không có nghĩa rằng tiện ích này sẽ bị cắt giảm hoặc buộc bị cấm sử dụng, chỉ là nó đã được đưa lên một tầm cao mới…
  • Tri Cao

    Bài viết: 49

    Tìm hiểu hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA

    12:08 PM 14/05/2017
    3876
    Trong thực tế, khi di chuyển trên đường chúng ta hoàn toàn không thể tránh khỏi những tình huống giảm tốc đột ngột để tránh tai nạn có thể xảy đến. Và để đảm bảo an toàn cho hành khách ở mức cao nhất, hệ thống phanh khẩn cấp BA - Brake Assist đã được ra đời. Vậy BA (hay BAS) là gì?, hãy cùng Danhgiaxe tìm hiểu tính năng an toàn này nhé.
  • Tri Cao

    Bài viết: 49

    Tại sao lại có nút ESP OFF trên ô tô?

    10:15 AM 09/05/2017
    10059
    Ngày nay, 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...
  • Hoàng Tuấn

    0933566080

    Bài viết: 354

    Tìm hiểu động cơ tăng áp turbocharge cùng Honda Civic 2017

    15:11 PM 08/04/2017
    8069
    Ngoài ưu điểm về khả năng vận hành mạnh mẽ thì động cơ turbocharge còn mang đến những ưu, nhược điểm nào khác? Hãy cùng danhgiaXe tìm hiểu vấn đề này cùng Honda Civic 2017 nhé.
  • Tuan Nguyen

    0933566080

    Bài viết: 58

    Tìm hiểu cấu tạo vi sai trên các mẫu xe bán tải

    23:38 PM 15/01/2017
    17810
    Tìm hiểu cấu tạo, công dụng, ưu - nhược điểm của hệ thống vi sai đang trang bị trên các dòng xe bán tải như Mitsubishi Triton, Ford Ranger và Chevrolet Colorado.
  • Hải Đăng

    Bài viết: 44

    Công nghệ tiết kiệm nhiên liệu trên động cơ Suzuki

    23:51 PM 12/01/2017
    4281
    Với bề dày lịch sử hơn 100 năm hình thành và phát triển, hai yếu tố luôn được bàn luận khi nhắc đến hãng xe Suzuki tại thị trường Việt Nam đó là giá cả phải chăng và động cơ bền bỉ đồng thồi rất tiết kiệm nhiên liệu.
  • Hải Đăng

    Bài viết: 44

    Những trang bị an toàn cơ bản cho xe sedan phổ thông

    23:56 PM 28/12/2016
    6491
    Với những sedan phổ thông như Suzuki Ciaz, Toyota Vios, Honda City,... thì đâu là những trang bị an toàn cần thiết để việc đi lại an toàn hơn?
  • Hoàng Tuấn

    0933566080

    Bài viết: 354

    [Infographic] Xe Subaru an toàn đến đâu?

    23:37 PM 22/08/2017
    5497
    Bên cạnh hiệu suất và khả năng vận hành, an toàn luôn là một trong những ưu điểm vượt trội của ...