Đi nào 
Hãy tưởng tượng một chiếc ô tô không thải ra khói hoặc khí gây ô nhiễm khi lái xe và thay vì sử dụng xăng hoặc dầu diesel, nó sử dụng hydro làm nhiên liệu. Hydro không còn là thứ của tương lai nữa mà đã sẵn có nhờ vào pin nhiên liệu hydro trong ô tô. Nhiều người thắc mắc nó hoạt động như thế nào và lợi ích của việc sử dụng chúng là gì.
Vì lý do này, trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn về pin nhiên liệu hydro trong ô tô, đặc điểm, ưu điểm của nó và nhiều hơn thế nữa.
Ôtô chạy pin hydro là gì?
Về bản chất, pin hydro là một thiết bị chuyển đổi năng lượng hóa học được lưu trữ trong hydro thành năng lượng điện. Nó hoạt động thông qua một quá trình trong đó hydro kết hợp với oxy từ không khí để tạo ra điện, nước và nhiệt dưới dạng sản phẩm phụ. Điện được tạo ra có thể cung cấp năng lượng cho một động cơ điện dẫn động các bánh xe, cho phép xe di chuyển.
Pin nhiên liệu hydro được tạo thành từ nhiều tế bào riêng lẻ.. Mỗi tế bào bao gồm hai điện cực, cực dương và cực âm, được ngăn cách bởi một vật liệu gọi là chất điện phân. Hydro được đưa vào cực dương và oxy từ không khí được đưa vào cực âm. Khi hydro tiếp xúc với cực dương, nó sẽ phân hủy thành proton và electron. Các proton di chuyển qua chất điện phân đến cực âm, trong khi các electron di chuyển qua mạch điện bên ngoài, tạo ra điện trong quá trình này. Ở cực âm, proton, electron và oxy kết hợp tạo thành nước và nhiệt.
Como funciona
Sự khác biệt chính với ô tô chạy bằng hydro là ở chỗ, Mặc dù nó là một chiếc ô tô điện, nhưng vì bạn có động cơ điện quay hoàn toàn các bánh xe nên nó không hoạt động theo cách tương tự. Trong phương tiện sử dụng pin nhiên liệu, ô tô tạo ra lượng điện cần thiết.
Thay vì sử dụng pin để lưu trữ năng lượng, chúng sử dụng pin nhiên liệu, tương tự như các nhà máy điện di động. Nếu chúng ta phân tích ô tô đốt, năng lượng thu được bằng cách đốt cháy các dẫn xuất dầu mỏ và trong ô tô hydro, hydro được xử lý để tạo ra điện theo yêu cầu.
Khí hydro (H2) dưới áp suất được lưu trữ trong các bể riêng. Phần tử này được đưa đến pin nhiên liệu, nơi oxy từ không khí xung quanh được thêm vào để tạo ra điện và nước (H2O) thu được dưới dạng sản phẩm dư. Bởi vì đúng vậy, xe chạy hydro có ống xả nhưng không gây ô nhiễm mà chỉ thải ra hơi nước.
Điện do pin nhiên liệu tạo ra sẽ đi vào pin, và cũng giống như ô tô điện, pin có nhiệm vụ phân phối điện năng đến động cơ điện của ô tô. Nguồn điện theo yêu cầu cũng có thể được cung cấp trực tiếp từ pin nhiên liệu đến động cơ điện.
Lượng điện dư thừa tích tụ trong pin, cộng với việc thu hồi năng lượng thông qua phanh tái tạo, nó được lưu trữ trong pin, cho phép cơ chế pin nhiên liệu hoạt động ngay cả khi không tiêu thụ hydro.
Ưu điểm và thời lượng
Khi nói đến độ bền, hãy nghĩ đến một chiếc ô tô chạy bằng hydro giống như một chiếc ô tô chạy bằng xăng hoặc dầu diesel truyền thống. Do đó, pin nhiên liệu hydro trong ô tô được thiết kế để kéo dài tuổi thọ của một phương tiện thông thường, với chất lượng, độ bền và độ tin cậy tương đương với bất kỳ phương tiện nào khác.
Ưu điểm chính của pin nhiên liệu hydro là Chúng sản xuất điện mà không thải ra các chất ô nhiễm có hại cho môi trường. Sản phẩm phụ đáng kể duy nhất là nước, khiến các phương tiện sử dụng pin hydro được coi là "không phát thải". Ngoài ra, chúng còn mang lại khả năng tự chủ cao hơn so với ắc quy xe điện truyền thống vì quá trình sạc lại nhanh hơn và tương đương với việc đổ đầy bình xăng.
Những ưu điểm khác của việc sử dụng pin hydro trên ô tô là:
- Không phát thải cục bộ: Khí thải duy nhất được tạo ra là hơi nước, góp phần đáng kể vào việc giảm ô nhiễm không khí và chất lượng không khí trong môi trường đô thị.
- Quyền tự chủ mở rộng: xe chạy bằng pin hydro có thể chạy lâu hơn trước khi cần sạc lại, khiến chúng phù hợp hơn cho việc di chuyển đường dài.
- Sạc điện nhanh: Đổ đầy bình hydro có thể chỉ mất vài phút, tương tự như thời gian đổ đầy bình xăng.
- Tính linh hoạt của việc sử dụng: Pin hydro có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, không chỉ trong xe cộ mà còn trong các hệ thống điện cố định như máy phát điện và hệ thống điện dự phòng.
- Hiệu quả năng lượng: Pin nhiên liệu hydro có thể chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn so với động cơ đốt trong thông thường.
- Đóng góp cho năng lượng tái tạo: Hydro được sử dụng trong pin nhiên liệu hydro có thể được sản xuất từ các nguồn tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, thông qua một quá trình gọi là điện phân.
Các vấn đề của pin hydro trên ô tô
Mặc dù sự thật là hydro là một trong những nguyên tố hóa học mang tính biểu tượng nhất trên bảng tuần hoàn do tần suất xuất hiện của nó, nhưng việc thu được nó không hề đơn giản.
Hydro là một loại khí hoàn toàn vô hại ở nhiệt độ và áp suất phòng, nhưng bản thân hydro không tồn tại dưới dạng đồ sưu tầm. Không có hydro trong đất và cũng không phát triển từ cây. Sự hiện diện của nó có liên quan đến các nguyên tố khác mà chúng ta cần tách ra: ví dụ nước, H2O, được tạo thành từ hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy.
Để tách hydro (H2), nước phải được tách thành điện thông qua quá trình khí hóa gọi là điện phân. Một mặt, cần một lượng lớn năng lượng để thu được oxy (O) và mặt khác là hydro tinh khiết (H2) để lưu trữ.
Hydro cũng có thể thu được bằng cách cải tạo hydrocarbon, khí hóa hydrocarbon hoặc sinh khối, sản xuất sinh học vi khuẩn hoặc tảo quy mô nhỏ và chu trình nhiệt hóa quy mô lớn (sử dụng năng lượng hạt nhân hoặc năng lượng mặt trời).
Một trong những vấn đề phức tạp nhất liên quan đến hydro là việc lưu trữ nó. Nó là một loại khí cực kỳ dễ bay hơi với mật độ chỉ 0,0899 kg/m3, vì vậy việc giữ khí này dưới áp suất có nghĩa là phải thêm những vật rất nặng để giữ nó trong bình. Với công nghệ hiện tại, thực tế không thể đảm bảo tổn thất, chủ yếu là do van nạp/rút.
Ngoài ra, còn có vấn đề tiếp nhiên liệu: không hề dễ dàng. Ở Tây Ban Nha, nơi chúng tôi hiện có mạng lưới không ổn định, chỉ có bảy nhà máy hydro: hai ở Huesca, một ở Zaragoza, một ở Madrid, một ở Albacete, một ở Puertollano, một ở Seville. Năm 2017, người ta dự đoán đến năm 20 có thể có 2020 nhà máy hydro nhưng thực tế lại hoàn toàn khác.
Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về pin nhiên liệu hydro trên ô tô và đặc điểm của chúng.