Ô tô hydro là tương lai của ngành công nghiệp ô tô. Làm thế nào để những chiếc xe hydro như Toyota Mirai và BMW X5 hoạt động?

Ô tô hydro chưa chiếm một vị trí vững chắc trên thị trường. Rất ít nhà sản xuất quyết định tập trung hoàn toàn vào sự phát triển của công nghệ này. Công việc chủ yếu vẫn là động cơ điện và động cơ đốt trong hoặc động cơ hybrid ít gây ô nhiễm hơn. Mặc dù có rất nhiều sự cạnh tranh, nhưng ô tô hydro vẫn gây tò mò. Điều gì đáng để biết về chúng?

Năng lượng hydro hoạt động như thế nào?

Ưu điểm lớn nhất của xe chạy bằng hydro là thân thiện với môi trường. Điều đáng chú ý ở đây là để có thể định nghĩa chúng theo cách này, cần phải tôn trọng các nguyên tắc bảo vệ môi trường ngay cả trong quá trình sản xuất. 

Ô tô chạy bằng hydro hoạt động theo cách chúng tạo ra điện năng cần thiết để di chuyển phương tiện. Điều này có thể thực hiện được nhờ các pin nhiên liệu được lắp đặt với bình chứa hydro tạo ra điện. Pin điện hoạt động như một bộ đệm. Sự hiện diện của nó trong toàn bộ hệ thống động cơ của xe là cần thiết, chẳng hạn như trong quá trình tăng tốc. Nó cũng có thể hấp thụ và lưu trữ động năng trong quá trình phanh. 

Quá trình diễn ra trong động cơ hydro 

Cũng đáng để tìm hiểu chính xác điều gì xảy ra trong chính động cơ hydro của chiếc xe. Pin nhiên liệu tạo ra điện từ hydro. Điều này là do điện phân ngược. Bản thân phản ứng là hydro và oxy trong không khí tương tác với nhau để tạo thành nước. Điều này tạo ra nhiệt và điện để chạy động cơ điện.

Pin nhiên liệu trong ô tô hydro

Pin nhiên liệu PEM được sử dụng trong các phương tiện chạy bằng hydro. Nó là một màng điện phân polyme phân tách hydro và oxy bao quanh cực dương và cực âm. Màng chỉ thấm được các ion hydro. Đồng thời, ở cực dương, các phân tử hydro được phân tách thành các ion và electron. Sau đó, các ion hydro đi qua EMF đến cực âm, nơi chúng kết hợp với oxy trong khí quyển. Vì vậy, họ tạo ra nước.

Mặt khác, các electron hydro không thể đi qua EMF. Do đó, chúng đi qua dây nối giữa cực dương và cực âm. Bằng cách này, điện được tạo ra để sạc pin kéo và truyền động cơ điện của ô tô.

Hydro là gì?

Nó được coi là nguyên tố đơn giản nhất, lâu đời nhất và đồng thời là nguyên tố phổ biến nhất trong toàn vũ trụ. Hydro không có màu hoặc mùi cụ thể. Nó thường ở thể khí và nhẹ hơn không khí. Trong tự nhiên, nó chỉ xảy ra ở dạng liên kết, ví dụ, trong nước.

Hydro làm nhiên liệu - nó được lấy từ đâu?

Nguyên tố H2 thu được trong quá trình điện phân. Điều này đòi hỏi dòng điện một chiều và chất điện phân. Nhờ chúng, nước được tách thành các thành phần riêng biệt - hydro và oxy. Bản thân oxy được hình thành ở cực dương và hydro ở cực âm. H2 thường là sản phẩm phụ của các quá trình hóa học, tổng hợp khí tự nhiên hoặc lọc dầu thô. Một phần đáng kể của nhu cầu hydro được đáp ứng bởi các nguồn năng lượng tái tạo.

Hydro từ các nguồn tái tạo - nguyên liệu thô nào thuộc nhóm này?

Cần làm rõ những vật liệu cụ thể nào có thể được gọi là nguyên liệu tái tạo. Để các phương tiện chạy bằng hydro và pin nhiên liệu bền vững, nhiên liệu phải đến từ các nguồn như:

• quang điện;
• năng lượng gió;
• năng lượng nước;
• năng lượng mặt trời;
• Năng lượng địa nhiệt;
• sinh khối.

Ô tô hydro – Toyota Mirai

Toyota Mirai 2022 cũng như 2021 là một trong những mẫu xe được khách hàng lựa chọn nhiều nhất. Mirai có phạm vi hoạt động lên tới 555 km và động cơ điện 134 kW đặt ở phía sau xe. Năng lượng được tạo ra bởi các tế bào nhiên liệu trên tàu nằm dưới mui xe phía trước của xe. Hydro được sử dụng làm năng lượng chính và được lưu trữ trong các thùng chứa ở cái gọi là đường hầm cardan dưới hàng ghế sau. Các thùng chứa 5,6 kg hydro ở 700 bar. Thiết kế của Toyota Mirai cũng là một lợi thế - thiết kế của xe không mang hơi hướng tương lai mà cổ điển.

Mirai tăng tốc lên 100 km/h trong 9,2 giây và đạt tốc độ tối đa 175 km/h.. Toyota Mirai mang lại sức mạnh ổn định và phản ứng rất tốt với các chuyển động của người lái - cả khi tăng tốc và phanh.

Hydrogen BMW X5 - một chiếc xe đáng để quan tâm

Dòng xe chạy bằng hydro cũng bao gồm SUV. Một trong số đó là BMW X5 Hydrogen. Mô hình trong thiết kế của nó không khác với các đối tác lò của nó từ cùng một loạt. Chỉ có các tấm đèn hoặc thiết kế của vành có thể khác nhau, nhưng đây không phải là những mâu thuẫn dễ thấy. Sản phẩm của thương hiệu xứ Bavaria có hai bình chứa có khả năng chứa tới 6 kg khí, cũng như pin nhiên liệu có công suất lên tới 170 mã lực. Điều thú vị là BMW đã hợp tác với Toyota. Mẫu X5 chạy bằng hydro được phát triển bằng công nghệ tương tự như những chiếc xe của nhà sản xuất châu Á Hydrogen NEXT. 

Xe ô tô hydro có thực sự xanh?

Ưu điểm chính của ô tô hydro là chúng thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, điều này có thực sự đúng hay không phụ thuộc phần lớn vào cách hydro được sản xuất. Vào thời điểm mà phương pháp chính để lấy nhiên liệu là sản xuất bằng khí tự nhiên, thì điện, bản thân nó thân thiện với môi trường và không phát thải, không làm giảm tất cả ô nhiễm xảy ra trong quá trình sản xuất hydro. Ngay cả sau một thời gian dài sử dụng xe. Một chiếc ô tô hydro có thể được gọi là hoàn toàn xanh nếu năng lượng cần thiết để chạy nó hoàn toàn đến từ các nguồn tái tạo. Đồng thời, xe hoàn toàn an toàn với môi trường. 

Ô tô hydro - tóm tắt

Xe điện có phạm vi hoạt động ngày càng tăng và lái xe cũng rất thú vị. Tuy nhiên, tiếp nhiên liệu cho xe điện có thể là một thách thức. Những chiếc xe có hệ dẫn động như vậy sẽ chứng tỏ bản thân một cách xuất sắc khi ở gần các thành phố lớn, chẳng hạn như Warsaw.Theo Orlen, vẫn còn rất ít trạm nạp hydro ở nước ta, nhưng điều này sẽ thay đổi vào năm 2030, khi số lượng trạm sẽ tăng lên hơn 100 trạm.