Xe FCEV là gì? ưu nhược điểm của xe FCEV

FCEV là dòng xe điện chạy bằng pin nhiên liệu FCEV (Fuel cell electric vehicle). Xe dùng động cơ hydrogen nên khí thải của chúng chỉ là hơi nước và không khí ấm.

Xe FCEV là gì?

Giống như các loại xe chạy hoàn toàn bằng điện, xe điện chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV) sử dụng điện năng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Trái ngược với các loại xe điện khác, và hơi giống xe Hybrid, xe FCEV sản xuất điện bằng cách sử dụng pin nhiên liệu chạy bằng hydro, thay vì chỉ lấy điện từ pin lưu trữ.

Xe FCEV là gì?

Xe FCEV sử dụng phản ứng hóa học giữa Hydro hóa lỏng (Hydrogen, H2) kết hợp Oxy từ không khí tạo ra năng lượng điện cho hoạt động của xe. Một số kiểu loại xe điển hình của FCEV như: Toyota Mirai, Hyundai Tucson FCEV, Riversimple Rasa, Honda Clarity Fuel Cell, Hyundai Nexo.

Toyota Mirai FCEV

Toyota hiện là hãng xe đi đầu trong việc phát triển xe FCEV. Lần đầu xe ý tưởng FCEV được giới thiệu vào năm 2013, cho đến nay Toyota đã trình làng dòng xe Toyota Mirai FCEV hoàn chỉnh ở thế hệ thứ 2. Toyota đang đặt cược tất cả tương lai của mình vào xe FCEV đến nỗi mảng xe điện của hãng hầu như bị bỏ rơi. Chủ tịch Toyoda cũng đã phát biểu rằng "Cuối cùng thì mọi người cũng nhận ra được sự thật", ý nói rằng cơn sốt xe điện hiện nay chỉ là bong bóng nhất thời và tương lai của ngành xe là xe Hybrid và xe FCEV mà ông và hãng Toyota đang kiên trì theo đuổi.

Cấu tạo và hoạt động

Xe FCEV fuel cell hydro tự sản xuất điện là sự khác biệt quan trọng đối với các loại xe điện khác. Động năng của chúng không đến từ pin tích hợp, như trường hợp của xe chạy hoàn toàn bằng điện mà từ các tế bào pin nhiên liệu.

Cấu tạo của xe FCEV

Quá trình được gọi là điện phân ngược diễn ra trong pin nhiên liệu khi Hydrogen phản ứng với oxy. 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, 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 mô-tơ 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, xe FCEV 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.

Ưu nhược điểm của xe FCEV

Nhiều chuyên gia từng nhận định, xe “thuần” điện (BEV) sẽ là tương lai của giao thông xanh. Tuy nhiên, theo số liệu thị trường gần đây cho thấy, xe chạy bằng pin nhiên liệu FCEV cũng có tiềm năng rất lớn, thậm chí vượt qua xe thuần điện BEV về khả năng giảm phát thải. Xe FCEV chì thải nước sạch trong quá trình sử dụng cho thấy nó cũng được coi là xe xanh bảo vệ môi trường.

Ưu điểm lớn của xe FCEV là thời gian nạp nhiên liệu tương đối thấp so với xe điện. Việc của chủ xe là khi hết nhiên liệu, xe chỉ cần vào trạm tiếp nhiên liệu và đổ đầy bình. Quá trình có vẻ đơn giản như đổ xăng/dầu mà thôi.

Một nhược điểm lớn của xe FCEV là hệ thống trạm xạc nhiên liệu Hydro. Do chi phí xây dựng trạm xạc lớn, khoảng (3 triệu USD/trạm tại Nhật Bản). Do chi phí lớn, dự kiến của Nhật Bản sẽ xây dựng 1000 trạm xạc đến năm 2030 nhưng thực tế chỉ xây được 160 trạm vào cuối năm 2021.

Honda CR-V Fcev

Vận hành của trạm xạc Hydro cũng phức tạp hơn các trạm xăng. Người chịu trách nhiệm phải có trình độ, kinh nghiệm xử lý Hydro hoặc các khí áp suất cao khác, cũng như chịu trách nhiệm lưu trữ hồ sơ mua nhiên liệu. Tất cả các điều này khác xa so với các trạm xăng. Theo phân tích, mỗi trạm xạc Hydro tại Nhật Bản phải phục vụ 900 khách/năm mới có thể hòa vốn.

Hiện năng của nhiên liệu Hydro lỏng. Quá trình sản xuất Hydro bằng điện phân, bảo quản Hydro lỏng (nhiệt độ hóa lỏng là -252,87oC) và vận chuyển đến các trạm sạc cũng khiến cho chi phí của dòng xe này khá cao. Mức độ hư hao theo tính toán là 72%, trong khi xe điện chỉ là 20%.

PEMFC: Tế bào nhiên liệu màng điện phân polymer hoặc pin nhiên liệu trao đổi proton qua màng lọc (tiếng Anh: polymer electrolyte membrane fuel cell hoặc proton exchange membrane fuel cell, viết tắt là PEMFC) là loại tế bào nhiên liệu ít phức tạp, có nhiều triển vọng để được sản xuất hàng loạt. Nó sử dụng một phản ứng hóa học thường có trong nhiều loại pin nhiên liệu, phản ứng kết hợp oxy và hydro ra nước và năng lượng. PEMFC sử dụng bạch kim, là một loại kim loại quý hiếm điều này dẫn đến tăng chi phí của xe FCEV.

Kết luận

Mặc dù xe FCEV và công nghệ Pin Hydro có nhiều triển vọng phát triển nhưng trong tương lai gần, Giaxeotovn nhận thấy xe FCEV rất khó có thể thay đổi được cục diện khó khăn về chi phí và công nghệ. Nếu như xe điện là tương lai trong ít nhất 50 năm nữa, hy vọng FCEV sẽ là bước thang tiếp theo của nhân loại.