Với những ưu điểm vượt trội so với pin truyền thống, cũng như khả năng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, tiềm năng của pin nhiên liệu hydro đang trở nên to lớn hơn bao giờ hết. Hiện nay, hầu hết các các công ty sản xuất ôtô lớn trên thế giới đều đã công bố những mẫu xe chạy bằng pin nhiên liệu như: NECAR, F-Cell của Daimler Chrysler; BMW 745H của BMW; MOVE FCV-KII của Daihatsu; FCX, FCX-V1, FCX-V2 của Honda; FCHV của Toyota,…

Bên cạnh đó, Hyundai Motor là một trong những nhà sản xuất đầu tiên cho ra sản phẩm xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro hơn 20 năm trước, bằng cách phát triển công nghệ Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) với việc thành lập một nhóm nghiên cứu chuyên dụng vào năm 1998.

 

Xe sử dụng pin nhiên liệu hydro là một loại xe hoàn toàn chạy điện. Nhưng thay vì điện được cung cấp bởi pin sạc như ở xe EV, FCEV chạy bằng điện do pin nhiên liệu cung cấp. Pin nhiên liệu tổng hợp hydro với oxy trong không khí tạo ra điện năng cung cấp cho động cơ điện. Hydro có thể lấy từ các nguồn khác nhau như hydrocarbon, khí tự nhiên hoặc rác thải để tạo methane. Tế bào nhiên liệu không thải ra khí CO2, nhưng nó cũng tạo ra ít nhiều khí này trong quá trình chiết hydro từ khí tự nhiên, tuy nhiên lượng khí thải khá ít so với những dạng phương pháp tạo năng lượng truyền thống.

Về phương diện hóa học pin nhiên liệu là phản ứng ngược lại của sự điện phân. Trong quá trình điện phân, nước bị tách ra thành khí hydro và oxy nhờ vào năng lượng điện. Pin nhiên liệu lấy hai chất này biến đổi chúng thành nước và tạo ra dòng điện ở mạch ngoài.

Nhiên liệu (khí H2) được dẫn liên tục vào điện cực anode; còn chất oxy hóa, thông thường là oxy, được đưa vào cathode.

* H2 đi qua màng xúc tác dưới tác dụng của áp suất. Khi một phân tử H2 đến tiếp xúc Pt, sẽ bị phân tách thành 2H+ và 2e-

Phản ứng tại anode: H2 -> 2H+ +2e-  (1.1)

* Các proton H+ di chuyển trong chất điện giải xuyên qua màng đi đến cathode. Các điện tử được giải phóng đi từ anode qua mạch bên ngoài về cathode kết hợp với khí oxy và các ion H+ sinh ra nước đồng thời tạo ra dòng điện ở mạch ngoài.

Phản ứng tại cathode: 1/2O2 + 2e- + 2H+ -> H2O (1.2)

* Phản ứng tổng quát trong pin nhiên liệu: H2 + 1/2 O2 -> H2O

 

  

Xe pin nhiên liệu khắc phục được nhược điểm là phạm vi hoạt động hạn chế và thời gian sạc pin lâu của xe EV. 

Năm 2013, Hyundai đã trở thành nhà sản xuất đầu tiên sản xuất dòng xe điện ix35 Fuel Cell. Hệ thống pin nhiên liệu 100kW và bộ lưu trữ 700-barơ cho phép di chuyển trên quảng đường 594km được chứng nhận NEDC.

   NEXO có nhiều công nghệ mới là một trong những FCEV thân thiện với môi trường 

Năm 2018 là một năm mang tính bước ngoặt khác cho câu chuyện pin nhiên liệu của Huyndai, với sự ra mắt của NEXO, chiếc SUV pin nhiên liệu duy nhất trên thế giới. So với ix35 Fuel Cell, NEXO có tốc độ tăng tốc nhanh hơn 25%, mô-men xoắn tăng và phạm vi hoạt động cao hơn 40%. Hệ thống truyền động 135kW và ba thùng nhiên liệu bằng sợi carbon/nhựa được gia cố, cho phép NEXO cung cấp khả năng vận hành với quảng đường 665km.

 

Vào tháng 9 năm 2019, Hyundai Hydrogen Mobility được thành lập và có kế hoạch sản xuất 1.600 xe tải chạy bằng pin nhiên liệu của Hyundai H2 Xellect, đánh dấu sự gia nhập của nhà sản xuất ô tô vào lĩnh vực xe thương mại vận tải “sạch” ở Châu Âu.

Xe tải chạy bằng pin nhiên liệu của Hyundai H2 XCIENT có hệ thống pin nhiên liệu hydro 190 mã lực mới với hai ngăn chứa pin nhiên liệu 95 kW được kết nối song song. Nó cung cấp một khả năng vận hành trên quảng đường 400km, với khả năng lưu trữ nhiên liệu gần 35kg hydro.

 

   Huyndai cũng giới thiệu công nghệ pin nhiên liệu của mình tại Hoa Kỳ trong Triển lãm xe thương mại Bắc Mỹ 2019 tại Atlanta với mẫu đầu kéo HDC-6 Neptune. Trong tương lai gần, Huyndai sẽ có kế hoạch bán 1600 HDC-6 Neptune ở Thụy Sĩ đến năm 2023.

 

Hyundai đặt mục tiêu đạt năng lực xuất xưởng 50.000 chiếc xe hydro này /năm vào năm 2030 và tiêu thụ 200.000 hệ thống pin nhiên liệu hydro/năm trên các thị trường toàn cầu trong 10 năm tới.

Nguồn: 

- Chuyên đề: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PIN NHIÊN LIỆU – TRIỂN VỌNG XU HƯỚNG NHIÊN LIỆU SẠCH VÀ XANH: Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ TP. HCM