Sử dụng ô tô điện hay hydro? Ưu nhược điểm

Xe điện FCEV là xe sử dụng nhiên liệu hydro trong các bình nhiên liệu kết hợp với oxy bên ngoài tạo ra các phản ứng nhiệt hydro oxy để chạy động cơ điện. Cùng đèn tăng sáng văn minh AOZOOM tìm hiểu thêm về ô tô sử dụng điện và hydro ngay dưới đây.

Xe FCEV là gì?

Xe FCEV ( Fuel Cell Electric Vehicle) là xe điện sử dụng tế bào nhiên liệu ( fuel cell) hay còn gọi "pin nhiên liệu" để cung cấp năng lượng cho động cơ điện trên xe. Các khối pin nhiên liệu biến đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu chủ yếu là hydro thành năng lượng điện vì vậy xe FCEV còn được gọi là ô tô sử dụng nhiên liệu hydro hoặc xe điện hydro ( hydrogen car). Không giống như pin ( battery) hoặc ắc quy, pin nhiên liệu không bị mất điện và cũng không có khả năng tích điện.

Ô tô FCEV

Pin nhiên liệu hoạt động liên tục khi nhiên liệu hydro ở dạng nén phản ứng với oxy được đưa từ ngoài vào. Hầu hết các xe sử dụng nguyên hydro là phương tiện không phát thải, chỉ thải ra nước và nhiệt. Bình nhiên liệu hydro của xe cho phép nó chạy được khoảng 500 km, ắc-quy của xe cũng cho phép xe chạy một quãng đường tương tự. Thời gian nạp đầy nhiên liệu hydro cho xe chỉ khoảng 5 phút. Toyota Mirai là một trong những chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro đầu tiên được bán thương mại vào năm 2015.

FCEV và BEV khác nhau thế nào?

BEV là xe thuần điện hay còn gọi là xe điện chạy bằng pin ( battery) sử dụng hoàn toàn năng lượng hóa học được lưu trữ trong các bộ pin có thể sạc lại được. Việc truyền động hoàn toàn bằng động cơ điện, không có nguồn động lực thứ cấp. FCEV là xe sử nhiên liệu hydro trong các bình nhiên liệu kết hợp với oxy bên ngoài tạo ra các phản ứng nhiệt hydro và oxy để chạy động cơ điện đồng thời cũng trở thành một máy phát để sạc điện cho pin của xe, gần tương tự như xe plug-in hybrid.

Ô tô FCEV và BEV

Như vậy, về bản chất, cả hai loại phương tiện đều sử dụng điện để vận hành, nhưng cách tạo ra điện hoàn toàn khác nhau. BEV bắt buộc phải có nguồn điện từ bên ngoài truyền tải vào để sạc cho pin mới có thể hoạt động. Trong khi đó, với xe FCEV, điện được sản xuất tại chỗ từ một phản ứng hoá học của khí hydro ngay trên xe.

Nguyên lý hoạt động động cơ hydro

Xét về nguyên lý hoạt động, một chiếc xe FCEV thực chất là một loại xe hybrid, là sự kết hợp giữa điện năng sinh ra từ phản ứng nhiệt hydro + oxy để chạy động cơ điện và khi xe chạy thì động cơ điện đồng thời cũng trở thành một máy phát để sạc điện cho ắc-quy của xe, gần tương tự như xe plug-in hybrid. 

Một quá trình được gọi là điện phân ngược diễn ra trong pin nhiên liệu. Hydrogen phản ứng với oxy trong quá trình này. Hydro đến từ một hoặc nhiều bình chứa trong ô tô trong khi oxy đến từ không khí xung quanh. Thứ duy nhất mà phản ứng này tạo ra là năng lượng điện, nhiệt và nước được thoát ra ngoài qua ống xả dưới dạng hơi nước – không có chút khí thải nào. Điện được tạo ra trong pin nhiên liệu có hai lộ trình, tùy thuộc vào yêu cầu của tình huống lái xe cụ thể. Nó chạy đến động cơ điện và trực tiếp điều khiển phương tiện, và/hoặc nó sạc pin hoạt động như một bộ lưu trữ tạm thời cho đến khi cần năng lượng cho việc truyền động. Loại pin “đệm” này nhỏ hơn đáng kể so với pin của ô tô chạy hoàn toàn bằng điện – nghĩa là nó cũng nhẹ hơn. Nó cũng liên tục được sạc lại bằng pin nhiên liệu.

Giống như các loại ô tô điện khác, phương tiện chạy bằng hydro cũng có thể phục hồi năng lượng phanh. Trong quá trình này, động cơ điện chuyển đổi động năng của ô tô trở lại thành năng lượng điện và nạp vào pin đệm.
- Ngăn xếp tế bào nhiên liệu (Fuel cell) - Tập hợp nhiều tế bào nhiên liệu kết hợp oxy và hydro để tạo ra điện và cung cấp năng lượng cho động cơ điện.
- Bình nhiên liệu (Hydrogen tank) - Khí hydro được lưu trữ trong các bình chứa được gia cố bằng sợi carbon để cung cấp nhiên liệu cho ngăn xếp pin nhiên liệu.
- Động cơ điện (Electric engine) - Cung cấp năng lượng cho ô tô sử dụng, năng lượng được tạo ra trong ngăn xếp pin nhiên liệu.
- Pin (Battery) - Thu năng lượng từ phanh tái tạo và cung cấp thêm năng lượng cho động cơ điện.
- Cổ nạp nhiên liệu (Fuel tank neck) - Chỗ để nạp nhiên liệu hydro, nhiêu liệu hydro sẽ được nạp vào trong các bình nhiêu liệu tương tự như đổ xăng/diesel.

Ô tô hydro FCEV

>>> Xem bài viết gần đây: Xu hướng thế giới loại bỏ động cơ đốt trong

Ưu, nhược điểm xe điện và hydro FCEV

Ưu điểm

- Sạch và không gây ô nhiễm: Ô tô hydro được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng điện và lái xe không có khí thải cục bộ. Do đó, trải nghiệm lái xe tương tự như xe điện. Cụ thể khả năng tăng tốc động, hầu như không gây tiếng ồn, vì động cơ điện cung cấp toàn bộ mô-men xoắn ngay cả ở tốc độ thấp.
- Thời gian sạc nhanh: Ưu điểm chính - và lợi thế cạnh tranh lớn nhất - là thời gian tiếp nhiên liệu ngắn. Không giống như thời gian sạc của ô tô điện BEV, phụ thuộc vào cả kiểu dáng và cơ sở hạ tầng, xe điện FCEV chỉ mất từ ba đến bốn phút để nạp đầy bình hydro của BMW iX5 Hydrogen. Điều này mang lại sự sẵn có và tính linh hoạt của phương tiện phù hợp với những chiếc ô tô thông thường.
- Khả năng lái xe xa hơn: Xe hydro có phạm vi hoạt động xa hơn xe điện truyền thống, giúp người lái cảm thấy thoải mái hơn trong các chuyến đi dài. 
- Hiệu suất cao: xe điện hydro FCEV có hiệu suất cao hơn so với các loại động cơ đốt trong và động cơ thuần điện, giúp tiết kiệm nhiên liệu và tăng cường hiệu quả năng lượng.

Ô tô hydro FCEV

Nhược điểm

- Chi phí cao: FCEV thường có giá thành cao hơn so với các loại xe truyền thống, do chi phí sản xuất tế bào nhiên liệu phức tạp và tốn kém hơn.
- Cơ sở hạ tầng còn rất hạn chế: Hiện nay, hạ tầng trạm nạp hydro vẫn chưa phát triển hoàn chỉnh, điều này có thể gây rắc rối và hạn chế sử dụng xe FCEV.
- Hiệu suất giảm trong thời tiết lạnh: Hiệu suất của FCEV có thể bị ảnh hưởng bởi thời tiết lạnh, do hiệu suất của tế bào nhiên liệu giảm khi nhiệt độ giảm

Lời kết

So sánh ô tô điện và ô tô chạy bằng khí hydro, có một số điểm thú vị. Ô tô điện chạy bằng pin hiện đang chiếm ưu thế do sự áp dụng rộng rãi hơn trong ngành công nghiệp, được hỗ trợ nhiều hơn từ chính phủ, và có cơ sở hạ tầng sạch sẽ và phát triển hơn. Mặc dù cả hai loại xe này đều đang trên hành trình phát triển, nhưng xe điện có vẻ đang tiến triển nhanh hơn đối với người tiêu dùng. Một khía cạnh mà xe chạy bằng pin nhiên liệu vượt trội so với xe điện là khả năng tiếp nhiên liệu. Mặc dù nhiều xe điện có thể sạc nhanh hơn bao giờ hết, nhưng vẫn không thể đạt được tốc độ tiếp nhiên liệu như ô tô chạy bằng khí hydro. Thời gian cần để tiếp nhiên liệu cho bình hydro lỏng của xe FCEV nhanh hơn nhiều so với thời gian sạc điện cho pin của ô tô điện.

Cảm ơn bạn đọc!

AOZOOM.COM.VN

Nâng cấp ánh sáng văn minh

Chọn nâng cấp thêm ánh sáng văn minh với Bi pha Laser Megalodon Light, LED LION KING, LED CAPTAIN LIGHT 1.8 INCH,... chính hãng thương hiệu AOZOOM

Bi pha LASER MEGALODON LIGHT

Lấy biểu tượng là đôi mắt của loài siêu cá mập Megalodon với khả năng nhìn thấu màn đêm dưới đáy biển sâu. Đôi mắt đã được tôi luyện qua hàng triệu năm tiến hóa. Là nguồn cảm hứng cho đèn pha LASER MEGALODON LIGHT, được áp dụng công nghệ LASER với nhiều bước cải tiến về công nghệ trong quá trình nghiên cứu để trở thành sự lựa chọn hoàn hảo cho những chuyến đi.

Bi pha LASER MEGALODON LIGHT

Giá sản phẩm: 17.700.000 VNĐ
Xem thêm thông số kỹ thuật hoặc tìm hiểu mua sản phẩm tại đây.

Bi pha LED LION KING

LION KING mang hình tượng của loài mãnh thú săn mồi với ánh mắt sắc bén và đôi chân linh hoạt. Luôn lặng lẽ và đơn độc nấp sau ánh sáng, bảo vệ bầy đàn là trách nhiệm đòi hỏi nhiều sự dũng cảm và kinh nghiệm. LED LION KING LIGHT được tích hợp Chip LED 6 + 1 Mono Genesis 2022 cùng mặt lens phủ Polarized sắc tím ấn tượng, mang đến nguồn sáng tươi thật mắt cùng tầm chiếu xa rõ ràng, sẵn sàng cùng vượt qua mọi rào cản trong màn đêm tối.

Bi pha LED LION KING chính hãng AOZOOM

Clip test ánh sáng bi pha LED LION KING

Giá sản phẩm: 7.500.000 VNĐ
Xem thêm thông số kỹ thuật hoặc tìm hiểu mua sản phẩm tại đây.

Bi pha LED CAPTAIN LIGHT 1.8 INCH

BI LED CAPTAIN LIGHT 1.8 INCH nằm trong bộ sưu tập CBAZ - Chiến Binh Thầm Lặng, mang hình tượng siêu anh hùng Đội Trưởng với một thiết kế vô cùng tinh tế. Nhỏ gọn nhưng mang tính đột phá, CAPTAIN LIGHT 1.8 INCH giải quyết những vấn đề nan giải về kích thước trên các dòng xe cải tiến hiện đại. Cùng với đó là công nghệ chiếu sáng mạnh mẽ từ Chip LED OSRAM, CAPTAIN LIGHT như một lá chắn công nghệ phòng thủ, thầm lặng bảo vệ cho xe trước màn đêm tối với nguồn sáng ổn định và bền bỉ.

Bi pha LED CAPTAIN LIGHT 1.8 INCH chính hãng AOZOOM

Giá sản phẩm: 7.500.000 VNĐ
Xem thêm thông số kỹ thuật hoặc tìm hiểu mua sản phẩm tại đây.