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 được gấp đôi 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. 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, cả về quãng đường xe chạy và thời gian sạc.

Vậy điều gì đã xảy ra với chiếc xe? Chúng tôi đã hứa một chiếc xe hydro?

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 chiếc 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 tập hợp những chiếc xe hơi. Giám đốc 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, miễn là Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia cho biết, chúng được trang bị động cơ điện giống nhau, nhưng pin nhiên liệu rất khác với pin. Năng lượng. 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 để tạo ra điện và nước vô hại. Nếu phản ứng ban đầu đủ lớn, Năng lượng được giải phóng sẽ giúp xe vận hành. Sự kết hợp giữa 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 truyền qua pin nhiên liệu và sau đó chuyển thành điện năng thay vì phát nổ. Những điều kiện này sẽ không tạo ra khí thải độc hại, đó là lý do tại sao pin nhiên liệu được kỳ vọng sẽ trở thành một 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 dòng điện trong nước, Các phân tử nước được chia thành các nguyên tử hydro và oxy.Tuy nhiên, có một cách khác, thông thường hơn, khi hydro được sản xuất 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 được kết hợp với khí tự nhiên Sản xuất hydro.

Nó sẽ thải ra một số carbon dioxide, vì vậy ngay cả khi hydro không hoàn toàn sạch 100%. Tuy nhiên, nếu bạn 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) , Xe chạy bằng pin nhiên liệu gây hại cho môi trường hơn nhiều.

California đã thông qua luật này, ít nhất 33% lượng hydro được sử dụng trong xe chạy bằng pin nhiên liệu phải đến từ năng lượng tái tạo và hy vọng sẽ đạt 100% trong tương lai. Điều này làm cho công nghệ phù hợp với ắc quy tách ắc quy ra khỏi hệ thống lưới điện.Công nghệ tế bào nhiên liệu có nhiều tác dụng tích cực, điều duy nhất cần quan tâm là giá cả. -Rõ ràng Honda cơ bản, hàng ghế sau bằng hybro, hàng ghế trước Pin nhiên liệu bên dưới, nắp ca-pô vẫn nằm dưới mui xe.

Mặc dù xe điện ngày càng trở nên phổ biến, nhưng ngành công nghiệp ô tô ngày nay phải đối mặt với hai vấn đề về động cơ chính, đầu tiên là mất nhiều thời gian để sạc đầy pin (nếu Người lái xe không thể vào trạm sạc nhanh) Thứ hai, ngay cả khi đã sạc đầy pin, hầu hết ô tô chạy pin chỉ đi được một nửa quãng đường so với ô tô chạy xăng truyền thống.

Ô tô chạy bằng pin không gặp hai vấn đề này. Có thể như vậy. Bơm hydro vào xe nhanh như bơm hydro vào xăng hoặc dầu máy, sau khi bình xăng được sạc đầy, hoạt động của đường ống dẫn không hề kém Toyota Mirai là xe chạy bằng pin nhiên liệu, và quãng đường ngắn nhất trước khi người lái phải dừng lại là 510 km. Điều này có nghĩa là ở 354 km, nó tối ưu hơn 50% so với tiêu chuẩn của Tesla Model 3.

“Nếu bạn muốn biết tốc độ mà năng lượng được truyền tới xe, câu trả lời là có. Nó nằm giữa 1 và 2. Megawatts (megawatt). Khi so sánh vớĐối với bộ sạc ắc quy ô tô điện tiêu chuẩn chỉ 2 kW, mức chênh lệch sẽ là 1000 lần. Thật dễ hiểu tại sao phải mất nhiều thời gian để sạc một chiếc xe điện.

“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. Gia tốc như vậy. Ellis chia sẻ. “Dù thế nào đi nữa, nó là một chiếc xe hoàn toàn điện, bạn có thể chọn lắp bất kỳ loại động cơ điện nào, không có vấn đề gì cả.”

Tuy nhiên, để có được tất cả các 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 truyền thống. May mắn thay, điều này bao gồm chi phí nhiên liệu, hiện 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. Chi phí xe hơi và giá nhiên liệu sẽ giảm theo thời gian, nhưng hiện tại, chi phí này không mấy khả quan.

Màn hình của Mirai.

Giờ đây, chúng tôi tiếp tục đặt ra một trở ngại lớn đối với xe chạy bằng pin nhiên liệu: khách hàng hầu như không thể lấy nhiên liệu bên ngoài California. Tổ chức Hợp tác Năng lượng California có 40 trạm tiếp nhiên liệu hydro trong bản đồ vụ nổ, hầu hết đều nằm ở Los Angeles hoặc Vùng Vịnh. Nếu chủ sở hữu muốn đi bất cứ nơi nào khác trên 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 có đủ trạm tiếp nhiên liệu hydro. Để đáp ứng nhu cầu,” Wipke. .

Mặc dù ngành công nghệ mới này có thể không đáp ứng được nhu cầu, các nhà cung cấp vẫn đang nghiên cứu Oblige. Họ sắp mở một nhà ga mới. Có hydro hàng tháng và chúng tôi mong muốn đạt được mục tiêu thành lập 200 trạm xăng ở California vào năm 2025. Tuy nhiên, ngay cả như vậy, con số này vẫn kém xa so với 8.500 cây xăng hiện tại của bang và 17.000 cây xăng khác. Tại các khu vực 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 Vipke cho biết 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. Tuy nhiên, việc xây dựng một mạng lưới lớn ở California khó hơn ở California. “Vipke nói thêm.” Ông dự đoán rằng sẽ mất vài năm nữa để xe chạy bằng pin nhiên liệu trở thành một phương thức vận chuyển mới. York. Mặc dù sức mạnh hybrid và truyền thống của cơ sở hạ tầng xe điện đã được phát triển tốt, Vipke tin rằng các phương tiện chạy bằng hydro có thể đáp ứng nhu cầu của mọi người. void .

“Một trong những lý do tại sao các nhà sản xuất ô tô rất hào hứng với hydro, vì nó giúp xây dựng nền tảng cho các phương tiện không phát thải, có thể thay thế hoàn toàn bất kỳ chiếc xe nào hiện có trong danh mục sản phẩm. Nó có đủ lực kéo Khả năng và thời gian đủ dài để thay thế xe tải lớn hoặc SUV của các mẫu xe truyền thống sẽ đặt ra thách thức đối với công nghệ pin, nhưng đối với pin hydro, điều này không quan trọng. “

Loại phương tiện này đã xuất hiện hoặc đang trong quá trình phát triển . General Motors đang phát triển xe bán tải, Hyundai Motors đang trưng bày những chiếc SUV, Toyota Motor đã thiết kế và thử nghiệm những chiếc rơ-moóc trong ba năm và tất cả đều sử dụng nhiên liệu. Cư dân Quận Cam đã trải nghiệm xe buýt công nghệ này từ năm 2016, và có 25 trạm xe buýt như vậy đang hoạt động trên khắp Hoa Kỳ.

Wipke và Ellis dự đoán rằng trong nhiều thập kỷ, các trạm hydro và ô tô chạy hydro sẽ có một tương lai tươi sáng ở khắp mọi nơi.àng (theo dân gian)