Bạn có tin không nếu ô tô có thể tạo ra năng lượng và sử dụng chính năng lượng được tạo ra để giúp bảo vệ môi trường – tất cả trong một? Chỉ có phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV) mới khả thi. Chiếc xe sử dụng hydro làm nguồn năng lượng để tạo ra điện từ hệ thống pin nhiên liệu, cho phép chiếc xe vận hành mà không phát ra khí thải. Xe không chỉ thải ra nước tinh khiết (H2O) trong quá trình tạo ra điện mà còn lọc bụi siêu mịn từ khí quyển khi lái. Đặc điểm chính này của FCEV đã thu hút rất nhiều sự chú ý từ công chúng vì tính di động thân thiện với môi trường trong tương lai. Xem xét thực tế rằng hydro là nguyên tố phong phú nhất trên Trái đất và bản thân quá trình sản xuất năng lượng rất thân thiện với môi trường, Tập đoàn ô tô Hyundai tin rằng công nghệ này có khả năng tác động đáng kể đến lối sống của chúng ta về mặt bền vững.

Thiết lập các tiêu chuẩn toàn cầu

    FCEV không chỉ là phương tiện thân thiện với môi trường. Pin nhiên liệu hydro gắn trên FCEV yêu cầu hiệu suất ổn định, độ bền cao và công suất mạnh. Do đó, tạo cơ hội cho các nhà sản xuất ô tô thử nghiệm các công nghệ mới. Nó cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp liên quan như năng lượng, thép, hóa chất và vật liệu mới cần thiết cho cơ sở hạ tầng, vì hydro cần thiết cho FCEV được lưu trữ vô hạn và quy trình sản xuất thân thiện với môi trường.

Tập đoàn ô tô Hyundai đã và đang phát triển các công nghệ liên quan thông qua việc sản xuất hàng loạt FCEV lần đầu tiên trên thế giới vào năm 2013 và liên tục trình làng một số mẫu FCEV. Tập đoàn liên tục phát triển và cung cấp xe buýt hydro thông qua sự hợp tác với chính quyền trung ương và địa phương. Ngoài ra, Tập đoàn ô tô Hyundai lần đầu tiên sản xuất hàng loạt xe tải hydro cỡ lớn trên thế giới và xuất khẩu sang châu Âu. Trong tương lai, Tập đoàn ô tô Hyundai có kế hoạch sử dụng pin nhiên liệu hydro trong di chuyển hàng không đô thị (UAM), tàu lớn và đường sắt. Chúng tôi đang tích cực tạo cơ sở hạ tầng sạc hydro để mở rộng thị trường FCEV.

CÔNG NGHỆ CỐT LÕI VÀ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA XE ĐIỆN SỬ DỤNG PIN NHIÊN LIỆU

    FCEV chạy bằng điện được tạo ra từ các phản ứng điện hóa giữa hydro được phân phối vào các bình hydro FCEV và oxy. Bởi vì FCEV chạy bằng điện được tạo ra từ các phản ứng điện hóa giữa hydro và oxy, sản phẩm phụ duy nhất là nước cất tinh khiết.

CÔNG NGHỆ CỐT LÕI

I. HỆ THỐNG PIN NHIÊN LIỆU: TRÁI TIM CỦA MỘT FCEV

    Hệ thống pin nhiên liệu tạo ra điện cần thiết để lái xe còn được gọi là 'pin cấp ba'. Pin nhiên liệu chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện, sử dụng phản ứng hóa học giữa oxy và hydro. Năng lượng điện được tạo ra này là kết quả của phản ứng hóa học thuần túy, không giống như nhiên liệu hóa thạch, không tạo ra khí thải như carbon dioxide. Có nhiều loại hệ thống pin nhiên liệu khác nhau như PEMFC, SOFC và MCFC, tùy thuộc vào nhiệt độ vận hành hoặc mục đích chính. Hệ thống này bao gồm một ngăn pin nhiên liệu, hệ thống xử lý nhiên liệu, hệ thống xử lý không khí và hệ thống quản lý nhiệt

 

    1. Vách ngăn pin nhiên liệu

    Vách ngăn pin nhiên liệu của FCEV là một trong những thứ thiết yếu nhất – và đắt nhất – vì FCEV cần tự tạo ra điện bằng cách sử dụng hệ thống ngăn xếp pin nhiên liệu sử dụng phản ứng hóa học giữa hydro được lưu trữ và oxy trong khí quyển. Các vách ngăn pin nhiên liệu bao gồm hàng trăm ô và mỗi ô bao gồm một màng điện phân, chất phân tách và chất xúc tác, một điện cực nhiên liệu và một điện cực không khí.

    2. Hệ thống xử lý nhiên liệu

    Để tạo ra năng lượng điện hiệu quả cho các ngăn xếp pin nhiên liệu, cần có một thiết bị nhất định. Hệ thống xử lý nhiên liệu chịu trách nhiệm chuyển hydro được lưu trữ an toàn trong bình chứa hydro từ áp suất cao sang áp suất thấp và di chuyển nó đến ngăn chứa pin nhiên liệu. Nó cũng cải thiện hiệu quả của việc cung cấp hydro thông qua đường tuần hoàn.

      3. Hệ thống xử lý không khí

    Oxy cần thiết để phản ứng với hydro được lấy từ khí quyển. Không khí như vậy được hút vào FCEV sẽ đi qua một hệ thống lọc không khí giúp làm sạch nó khỏi các hạt và các chất không mong muốn khác, khiến không khí sạch hơn. Điều này là cần thiết để giữ ngăn pin nhiên liệu khỏi các chất gây ô nhiễm.

    4. Hệ thống quản lý nhiệt

    Các hệ thống pin nhiên liệu yêu cầu một hệ thống quản lý nhiệt để quản lý nhiệt độ của ngăn pin nhiên liệu. Điều này nhằm ngăn màng điện phân trong ngăn pin nhiên liệu tiếp xúc với nhiệt độ cao, vì điều đó sẽ hạn chế tối ưu hiệu suất và tuổi thọ.

    Quy định Kỹ thuật Toàn cầu (GTR) thường xuyên được sửa đổi để đảm bảo an toàn FCEV trên phạm vi quốc tế. Mọi thị trường có FCEV đều có hoặc đang phát triển các quy định và luật an toàn dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế. Chúng thường bao gồm các thông số kỹ thuật để đảm bảo an toàn điện và an toàn hydro. Tập đoàn ô tô Hyundai tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn và quy định thông qua thử nghiệm và đánh giá rất khắt khe. Ví dụ, hệ thống pin nhiên liệu trong NEXO được đảm bảo độ bền trong 10 năm cho 160.000 km, nhưng Tập đoàn ô tô Hyundai đã đặt ra các tiêu chuẩn kỹ thuật vượt xa mức đảm bảo đó.

II. BỒN HYDROGEN: HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG AN TOÀN, BỀN VỮNG

    Hệ thống lưu trữ hydro áp suất cao cũng rất quan trọng. Hydro có mật độ thấp trên mỗi thể tích nên cần nhiều không gian để lưu trữ. Khí hydro được nén ở áp suất khoảng 700 bar và được chứa trong bình chứa. Độ an toàn và độ tin cậy của các thùng chứa nhiên liệu hydro liên quan đến việc lưu trữ áp suất cao của chúng đã được thiết kế và thử nghiệm kỹ lưỡng, đạt được mức độ an toàn đầy đủ. Bồn chứa hydro của Tập đoàn ô tô Hyundai được làm bằng nhựa gia cố bằng sợi carbon và bề mặt bên trong của bình chứa nhiên liệu hydro được làm bằng một lớp lót polyamide mỏng (nylon) giúp giảm thiểu sự thẩm thấu của hydro. NEXO có tổng cộng ba thùng nhiên liệu hydro để tối đa hóa không gian chở hàng, đây là thùng đầu tiên trên thế giới. 

III. ĐỘNG CƠ: TỪ ĐIỆN NĂNG THÀNH ĐỘNG NĂNG

    Một động cơ chuyển đổi điện năng từ các ngăn pin nhiên liệu và pin thành động năng; và một ý tưởng tiết kiệm năng lượng được áp dụng khi ô tô đang giảm tốc độ, đỉnh điểm là cái gọi là 'hệ thống phanh tái tạo'. Sau đó, hệ thống này sẽ lưu trữ năng lượng điện trở lại trong pin điện áp cao, giúp cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu.

XE ĐIỆN SỬ DỤNG PIN NHIÊN LIỆU 

HYUNDAI – NEXO

    Ra mắt vào năm 2018, Hyundai FCEV NEXO sở hữu công nghệ tiên tiến do Tập đoàn ô tô Hyundai phát triển và tự hào có hiệu suất tốt nhất trong số các FCEV hiện có khác.

    

* Công nghệ lái thông minh

    NEXO tự hào có phạm vi hoạt động vượt trội 611km (được chứng nhận tại Hoa Kỳ) và khả năng tiếp nhiên liệu trong 5 phút (6,33 kg hydro mỗi lần). Ngoài ra, Tập đoàn ô tô Hyundai còn trang bị các tính năng công nghệ tiên tiến như Hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến (ADAS), Hỗ trợ đỗ xe thông minh từ xa (RSPA) và Hỗ trợ theo làn đường (LFA).

* Tối ưu an toàn khi va chạm

    NEXO sở hữu một thùng nhiên liệu hydro ba lớp làm bằng sợi carbon có độ bền cao và được điều khiển bởi nhiều thiết bị an toàn khác nhau. NEXO đã giành được xếp hạng tổng thể năm sao tối đa đầu tiên dưới dạng FCEV từ Euro NCAP, chương trình đánh giá hiệu suất an toàn xe hơi châu Âu.

Tập đoàn ô tô Hyundai đã mở rộng dòng xe chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV) bao gồm cả xe thương mại; công ty đã công bố Pin nhiên liệu XCIENT, dòng xe tải chạy pin nhiên liệu hạng nặng được sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới. Kể từ khi được sản xuất vào năm 2020 và xuất khẩu sang Thụy Sĩ, nó đang đóng một vai trò quan trọng trong các FCEV thương mại của châu Âu. Nhưng những nỗ lực của Tập đoàn ô tô Hyundai không dừng lại ở việc sản xuất đơn thuần ở đây; nó cũng đã tham gia vào việc phát triển cơ sở hạ tầng FCEV non trẻ ở châu Âu, hợp tác với nhiều công ty giải pháp hydro, nhà máy điện, trạm sạc và chuỗi hậu cần bán lẻ của Thụy Sĩ.

Bùi Văn Tấn(Trung tâm Đăng kiểm xe cơ giới Đà Nẵng)