Volkswagen ra mắt xe chạy hydro đi được 2.000 km mỗi lần nạp đầy

Volkswagen và Kraftwerk đang nghiên cứu phát triển một chiếc ô tô chạy bằng hydro với cự ly vận hành mỗi lần nạp đầy hơn 2.000 km.  

Ngoài loại phổ biến nhất dùng pin sạc (Battery-powered Electric Vehicle - BEV), hiện tại một số hãng trên thế giới vẫn đang phát triển, sản xuất các mẫu ô tô điện sử dụng pin nhiên liệu hydro (Fuel-cell Electric Vehicle - FCEV). Tiêu biểu có Toyota Mirai, Honda Clarity FCV hay Hyundai Nexo.

Loại xe này có nguyên lý vận hành như xe điện chạy pin, tuy nhiên năng lượng điện được sinh ra từ phản ứng giữa hydro ở bình chứa trên xe và oxy từ không khí.

So với BEV, xe FCEV có thời gian nạp đầy nhiên liệu nhanh hơn gấp nhiều lần khi hydro có thể được bơm vào bình chứa nhanh tương tự việc đổ xăng dầu, đồng thời cho cự ly vận hành xa hơn đáng kể. Tuy nhiên, một trong những hạn chế hiện tại của xe nhiên liệu hydro là giá thành cao hơn nhiều xe điện chạy pin.

1. Sắp ra mắt

Nhà sản xuất ô tô Đức hiện đang nghiên cứu một loại pin nhiên liệu mới được cho là rẻ hơn nhiều so với loại pin hiện tại trên thị trường, cho phép ô tô hydro đi được quãng đường 2.000 km chỉ với một bình chứa — đủ để lái từ Bồ Đào Nha đến Bỉ mà không cần dừng lại để tiếp nhiên liệu. Theo Hydrogen Central, Volkswagen gần đây đã đăng ký bằng sáng chế cho loại pin nhiên liệu hydro mới và rẻ hơn này, thể hiện một bước ngoặt trong quan điểm mà Volkswagen thường thể hiện về hydro.

2. Đơn xin cấp bằng sáng chế

Vào tháng 5 năm 2022, Herbert Diess, Giám đốc điều hành của nhà sản xuất Đức, đã phủ nhận tiềm năng của hydro như một nguồn năng lượng cho ô tô điện trong một dòng tweet rằng: “Ô tô chạy bằng hydro không phải là giải pháp cho vấn đề khí hậu. Trong giao thông vận tải, điện khí hóa đã diễn ra. Tranh luận là một sự lãng phí thời gian. Xin hãy lắng nghe khoa học.”

Tuy nhiên, đơn xin cấp bằng sáng chế cho loại pin nhiên liệu mới này, cùng với công ty Kraftwerk Tubes của Đức, cho thấy rằng Volkswagen không muốn đánh mất động lực hydro và đang hoạt động ngoài tầm mắt của công chúng trong việc phát triển công nghệ này. Mặc dù bằng sáng chế này đã được yêu cầu cùng với Volkswagen, nhưng Kraftwerk đảm bảo rằng nó không hoạt động độc quyền cho một thương hiệu.

“Bất kể nhà sản xuất nào, mục tiêu của chúng tôi là công nghệ của chúng tôi sẽ được ra mắt trên một loạt xe vào năm 2026. Chúng tôi đang nói về một loạt khoảng 10.000 xe, trải rộng trên một số nhà sản xuất ô tô.”

Sascha Kühn, Giám đốc điều hành của Kraftwerk

3. Pin nhiên liệu 

Pin nhiên liệu hydro có khả năng tự tạo ra điện, trái ngược với cách mà những cục pin khổng lồ của ô tô điện, điện được giải phóng theo nhu cầu của phương tiện.

Về bản chất, pin nhiên liệu hydro cần một bình áp suất cao lưu trữ hydro ở dạng khí — nếu ở dạng lỏng thì cần được bảo quản ở nhiệt độ rất thấp — và một pin nhiên liệu chuyển đổi hydro thành điện năng.

Pin nhiên liệu cũng có cực dương và cực âm giống như pin và chúng dựa vào chất điện phân để phân chia hydro thành proton và electron để tạo ra mạch ngoài tạo ra dòng điện làm cho động cơ ô tô hoạt động. Tuy nhiên, pin nhiên liệu của Volkswagen và Kraftwerk đã tạo ra một bước đột phá trên các vật liệu truyền thống được sử dụng cho màng.

“Sự khác biệt chính với tế bào hydro của Hyundai và Toyota là chúng tôi sử dụng màng gốm thay vì màng nhựa thông thường. Đó là một sự khác biệt lớn.”

Sascha Kühn, Giám đốc điều hành của Kraftwerk

Kühn giải thích rằng công nghệ này giống với pin thể rắn vì cả hai đều có chất điện phân gần như giống nhau và cấu trúc vật liệu tương tự nhau. Ông nói, sự khác biệt là trong khi pin lithium thể rắn sử dụng vật liệu nhỏ gọn để lưu trữ năng lượng, thì trong pin nhiên liệu, vai trò đó được đảm nhận bởi hydro ở dạng khí.

“Ưu điểm lớn của giải pháp của chúng tôi là nó có thể được sản xuất rẻ hơn nhiều so với pin nhiên liệu polyme và nó không yêu cầu bất kỳ loại bạch kim nào”, Kühn nói thêm, đề cập đến một kim loại quý khiến giá thành cuối cùng của sản phẩm đắt hơn.