Động cơ trên ô tô chạy bằng hydro khác với động cơ đốt trong hoặc động cơ hybrid như thế nào?

Động cơ trên ô tô chạy bằng hydro, còn được gọi là xe điện chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV), khác biệt đáng kể so với động cơ đốt trong ô tô chạy bằng xăng thông thường và động cơ hybrid kết hợp cả động cơ đốt và động cơ điện. Dưới đây là những khác biệt chính:

1. Nguồn nhiên liệu :

- Động cơ đốt :Động cơ đốt, loại phổ biến nhất trong các phương tiện giao thông truyền thống, dựa vào quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như xăng hoặc dầu diesel để tạo ra điện. Nhiên liệu được trộn với không khí và bốc cháy trong buồng đốt, tạo ra áp suất dẫn động các piston và sinh ra năng lượng cơ học.

- Động cơ hydro :Động cơ hydro, còn gọi là pin nhiên liệu, sử dụng hydro làm nguồn nhiên liệu chính. Pin nhiên liệu kết hợp điện hóa hydro với oxy từ không khí để tạo ra điện, hơi nước và nhiệt. Điện được tạo ra sẽ cung cấp năng lượng cho các động cơ điện dẫn động các bánh xe.

2. Sự khác biệt về phát thải :

- Động cơ đốt :Động cơ đốt thải thải ra nhiều chất ô nhiễm khác nhau vào khí quyển, bao gồm các khí nhà kính như carbon dioxide (CO2), oxit nitơ (NOx) và các hạt vật chất. Những khí thải này góp phần gây ô nhiễm không khí và có thể có tác động có hại đến môi trường và sức khỏe.

- Động cơ hydro :Động cơ hydro chỉ tạo ra hơi nước và nhiệt là sản phẩm phụ của phản ứng điện hóa. Do đó, chúng không có lượng khí thải từ ống xả, khiến chúng thân thiện với môi trường và rất phù hợp để đạt được các mục tiêu giảm phát thải.

3. Phát điện :

- Động cơ đốt :Trong động cơ đốt trong, nhiên liệu cháy nhanh trong buồng đốt, tạo ra các khí có áp suất cao nở ra và buộc các piston chuyển động. Chuyển động tịnh tiến này tạo ra năng lượng cơ học, sau đó năng lượng này được truyền tới các bánh xe.

- Động cơ hydro :Động cơ hydro sử dụng quá trình điện hóa để sản xuất điện. Pin nhiên liệu bao gồm hai điện cực (cực dương và cực âm) được ngăn cách bởi chất điện phân. Hydro được cung cấp cho cực dương và oxy từ không khí được cung cấp cho cực âm. Khi hydro đi qua cực dương và phản ứng với chất xúc tác, các proton được giải phóng và các electron được tạo ra. Các proton đi qua chất điện phân đến cực âm, trong khi các electron chạy qua mạch ngoài, tạo ra dòng điện. Dòng điện này cung cấp năng lượng cho động cơ điện dẫn động xe.

4. Hiệu quả năng lượng :

- Động cơ đốt :Động cơ đốt trong có hiệu suất hạn chế do những tổn thất cố hữu trong quá trình đốt cháy như tản nhiệt, ma sát và đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn.

- Động cơ hydro :Pin nhiên liệu có hiệu suất cao, chuyển đổi một phần đáng kể năng lượng hóa học được lưu trữ trong hydro thành năng lượng điện. Chúng có tiềm năng mang lại hiệu quả tổng thể cao hơn so với động cơ đốt trong.

5. Mức độ tiếng ồn :

- Động cơ đốt :Động cơ đốt trong tạo ra tiếng ồn cơ học, bao gồm âm thanh của các bộ phận của động cơ và hệ thống xả.

- Động cơ hydro :Động cơ hydro yên tĩnh hơn nhiều vì không có quá trình đốt cháy hoặc chuyển động tịnh tiến cơ học. Tiếng ồn chính đến từ động cơ điện và sự chuyển động của không khí.

6. Phạm vi xe :

- Động cơ đốt :Phạm vi hoạt động của xe động cơ đốt trong phụ thuộc vào kích thước và hiệu suất của bình nhiên liệu và động cơ cũng như điều kiện lái xe.

- Động cơ hydro :Phạm vi hoạt động của các loại xe chạy bằng hydro chủ yếu phụ thuộc vào dung tích của bình chứa hydro và hiệu suất của hệ thống pin nhiên liệu. Mặc dù hydro có mật độ năng lượng tính theo trọng lượng cao hơn so với xăng, nhưng việc lưu trữ và vận chuyển hydro có thể gặp nhiều thách thức.

7. Cơ sở hạ tầng :

- Động cơ đốt :Xe động cơ đốt có cơ sở hạ tầng toàn cầu đã được thiết lập với mạng lưới trạm xăng và cơ sở tiếp nhiên liệu rộng lớn.

- Động cơ hydro :Cơ sở hạ tầng cho các trạm tiếp nhiên liệu hydro vẫn đang phát triển và chưa được phổ biến rộng rãi như các trạm nhiên liệu thông thường, đặc biệt là bên ngoài các khu vực hoặc quốc gia nhất định đang tích cực thúc đẩy công nghệ pin nhiên liệu hydro.

Những khác biệt này nêu bật những đặc điểm độc đáo và lợi ích tiềm năng của phương tiện chạy bằng hydro, đặc biệt là tính thân thiện với môi trường và hiệu quả cao. Tuy nhiên, những thách thức liên quan đến sản xuất, lưu trữ và cơ sở hạ tầng hydro cần được giải quyết để có thể áp dụng rộng rãi ô tô chạy bằng hydro.