Tương lai của xe pin nhiên liệu là gì?

Hiện nay, các vấn đề năng lượng và môi trường toàn cầu ngày càng trở nên nghiêm trọng. Tất cả các nước trên thế giới đang tích cực tìm giải pháp. Điều này cũng đúng với mục đích thúc đẩy mạnh mẽ các phương tiện sử dụng năng lượng mới trong lĩnh vực ô tô. Có nhiều loại phương tiện năng lượng mới khác nhau, trong đó FuelCell Cars (FCV) không chỉ đạt được mục tiêu thay thế hoàn toàn xăng dầu, mà còn được coi là một trong những hướng đi quan trọng để đạt được sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô trong tương lai . Nó cũng là một trong những giải pháp lý tưởng cho các vấn đề năng lượng và môi trường toàn cầu.

Hiện tại, công nghệ xe chạy bằng pin nhiên liệu vẫn chưa trưởng thành, nhưng mức độ chú ý của các quốc gia khác nhau không ngừng tăng lên, cho thấy xu hướng ngày càng nỗ lực để tiến lên. Nhật Bản, Hoa Kỳ, Liên minh Châu Âu và Hàn Quốc đã đầu tư rất nhiều tiền và nhân lực vào nghiên cứu ô tô chạy bằng pin nhiên liệu. Toyota, Honda, GM, Ford, Mercedes-Benz, Hyundai và các công ty khác đã phát triển các mô hình pin nhiên liệu và trình diễn hoạt động, bước vào giai đoạn đầu của ứng dụng.

Đối với Trung Quốc, khi quyền sở hữu ô tô tiếp tục tăng, áp lực về năng lượng và môi trường từ ngành công nghiệp ô tô ngày càng tăng:

Một mặt, sự phụ thuộc của dầu mỏ vào các nguồn nước ngoài đã tăng lên hàng năm, từ 26% vào đầu thế kỷ này lên hơn 65% vào năm 2016. Điều này đặt ra một thách thức nghiêm trọng đối với an ninh năng lượng và cần phải thực hiện cấp bách. thay thế năng lượng.

Mặt khác, năng lượng hóa thạch đóng vai trò tuyệt đối trong cơ cấu năng lượng, áp lực bảo vệ môi trường là rất lớn. Nó cũng cấp bách để tối ưu hóa cấu trúc năng lượng.

Năng lượng hydro có nhiệt trị cao, trữ lượng phong phú, nguồn đa dạng và ứng dụng rộng rãi. Đặc biệt, nó có khả năng thân thiện với môi trường tuyệt vời. Nó đại diện cho một triển vọng có thể xảy ra đối với năng lượng của con người để khử cacbon thành hydro và tránh hoàn toàn lượng khí thải cacbon. Nó là một trong những ứng cử viên năng lượng thay thế dài hạn lý tưởng.

Từ quan điểm ứng dụng năng lượng hydro, phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu là một trong những hướng đi chính. Nếu năng lượng hydro có thể được áp dụng trên quy mô lớn và ảnh hưởng rộng rãi đến ngành công nghiệp ô tô, thì nó sẽ có tác động sâu sắc. Nói cách khác, sự phát triển của phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu có ý nghĩa chiến lược đặc biệt để cải thiện cơ cấu năng lượng của Trung Quốc, thúc đẩy chuyển đổi carbon thấp trong giao thông vận tải và nâng cao khả năng cạnh tranh quốc tế của các ngành công nghiệp trọng điểm và đổi mới công nghệ. Vì lý do này, trong các tài liệu lập trình như "Made in China 2025", chính phủ Trung Quốc đã đưa ra một kế hoạch phát triển rõ ràng cho phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu và các công nghệ liên quan, và mức độ chú ý vẫn tiếp tục tăng lên.

Theo quan điểm này, bài viết này kết hợp công nghệ cốt lõi, các vấn đề chính và tình trạng phát triển của xe chạy pin nhiên liệu, đặc biệt là phân tích và thảo luận về các đặc điểm của ngành công nghiệp ô tô chạy bằng pin nhiên liệu ở Trung Quốc, đồng thời đưa ra một số đề xuất phát triển phù hợp ở giai đoạn này.

Tiến bộ trong ứng dụng công nghệ xe chạy pin nhiên liệu

1, giới thiệu ngắn gọn về công nghệ ô tô pin nhiên liệu

Pin nhiên liệu là một thiết bị chuyển đổi năng lượng chuyển đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu (hydro) và chất oxy hóa (không khí) thành năng lượng điện bằng phản ứng điện hóa. Vào những năm 1830, người ta đưa ra khái niệm ban đầu về pin nhiên liệu. Kể từ đó, với sự phát triển của công nghệ, các cấp độ khác nhau của pin nhiên liệu đã được giới thiệu và dần dần mở rộng từ lĩnh vực quân sự sang dân sự, như trong Hình 1.

Kể từ nửa sau của thế kỷ 20, các nhà sản xuất ô tô lớn đã tiến hành nghiên cứu về phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu, trong đó Nhật Bản là nước dẫn đầu. Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều sản phẩm ô tô chạy bằng pin nhiên liệu hiệu suất cao bước đầu bước vào giai đoạn thương mại hóa. Theo các chất điện phân khác nhau, pin nhiên liệu có thể được chia thành pin nhiên liệu kiềm, pin nhiên liệu màng trao đổi proton, pin nhiên liệu axit photphoric, pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy, pin nhiên liệu oxit rắn, v.v. Nhiên liệu được sử dụng và các kịch bản ứng dụng để thích ứng là khác biệt. Pin nhiên liệu màng trao đổi proton có ưu điểm là công suất riêng cao, khởi động nhanh, không ăn mòn, nhiệt độ phản ứng thấp và nhu cầu oxy hóa thấp. Nó hiện là lựa chọn hàng đầu cho các loại xe chạy bằng pin nhiên liệu.

Xe chạy bằng pin nhiên liệu sử dụng hydro tích hợp làm nguồn năng lượng. Pin nhiên liệu chuyển đổi năng lượng hóa học của hydro thành điện năng, sau đó điều khiển phương tiện bằng động cơ điện. Rõ ràng, điều này liên quan đến hai yếu tố hoàn toàn mới: bản thân chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu và nguồn cung cấp năng lượng hydro:

Xe chạy bằng pin nhiên liệu bao gồm các yếu tố mới như hệ thống lưu trữ hydro trong xe, hệ thống pin nhiên liệu, hệ thống truyền động điện, hệ thống điều khiển xe và phụ trợ. lưu trữ năng lượng thiết bị;

Cung cấp năng lượng hydro bao gồm toàn bộ quá trình hydro từ sản xuất, lưu trữ, vận chuyển đến chiết nạp và sử dụng. Việc quảng bá và ứng dụng các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu bao trùm nhiều lĩnh vực, cho dù là cho chính phương tiện đó hay cho việc chuẩn bị, lưu trữ, vận chuyển và ứng dụng hydro. Có những yêu cầu cao hơn: quá trình điều chế hydro chủ yếu bao gồm khí hóa than để tạo ra hydro, điện phân nước để tạo ra hydro, khí cải tạo khí tự nhiên để tạo ra hydro, quá trình crackinh metanol để tạo ra hydro và các quá trình khác; Việc lưu trữ hydro chủ yếu bao gồm lưu trữ khí áp suất cao, lưu trữ hydrua rắn, lưu trữ hydro lỏng ở nhiệt độ thấp, v.v. Tương ứng, các phương thức vận chuyển của nó chủ yếu bao gồm vận chuyển bằng tàu và vận chuyển bằng đường ống;

Ở cấp độ ứng dụng của hydro, việc xây dựng các trạm tiếp nhiên liệu hydro và cơ sở hạ tầng khác là trọng tâm của sự phát triển trong tương lai. Bản thân ô tô chạy bằng pin nhiên liệu là một chuyên ngành liên ngành trong nhiều lĩnh vực như máy móc, hóa học, vật liệu và điều khiển điện tử, như trong Hình 2. Các quốc gia cam kết từng bước cải thiện hiệu suất và giảm chi phí để đẩy nhanh việc thúc đẩy ứng dụng.

Công nghệ xe chạy pin nhiên liệu và quá trình công nghiệp hóa của nó

Dựa trên tương lai đầy hứa hẹn của các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu, các quốc gia đang ngày càng chú ý đến chúng (xem bảng 1). Là một trong những định hướng chiến lược của đất nước, nó rất coi trọng sự phát triển của năng lượng hydro và các ngành công nghiệp liên quan đến pin nhiên liệu. Chính phủ, các tổ chức nghiên cứu khoa học và các công ty đã tiếp tục đầu tư nhiều vào việc phát triển và ứng dụng công nghệ ô tô pin nhiên liệu và pin nhiên liệu. Mirai được phát triển bởi Toyota Motor Corporation và Clarity của Honda Motor Company là những sản phẩm xe sedan chạy bằng pin nhiên liệu hàng đầu thế giới.

Mỹ cũng rất coi trọng phát triển công nghệ ô tô chạy bằng pin nhiên liệu và pin nhiên liệu. Ngay từ năm 2005, năng lượng hydro đã được đưa vào các lựa chọn năng lượng chủ đạo, và các chương trình pin nhiên liệu và năng lượng hydro đã lần lượt được đưa ra. Hoa Kỳ chủ yếu thúc đẩy việc áp dụng các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu trong các lĩnh vực đặc biệt như vận chuyển vật liệu. Đến năm 2015, hơn 8.000 xe nâng chạy bằng pin nhiên liệu đã được đưa vào hoạt động tại 34 công ty và đã đạt được hiệu quả thương mại hóa tốt. Đồng thời, các phương tiện trình diễn trên đường cũng đã được áp dụng.

Liên minh Châu Âu, với sự thúc đẩy của các tổ chức như Ủy ban Công nghiệp Châu Âu và Cộng đồng Nghiên cứu Châu Âu, đã thực hiện một số lượng lớn các nghiên cứu và ứng dụng trình diễn trong pin nhiên liệu và phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu. Đồng thời, lập kế hoạch có hệ thống để đầu tư kinh phí cho pin nhiên liệu và phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu, thúc đẩy các dự án hạm đội pin nhiên liệu và xây dựng các trạm tiếp nhiên liệu hydro.

Nhìn chung, xe chạy pin nhiên liệu đang trong giai đoạn chuyển đổi từ phát triển công nghệ sang thương mại hóa, với sự quan tâm và đầu tư ngày càng tăng cho công nghệ này. Ngược lại, chính phủ đang thúc đẩy công nghệ pin nhiên liệu và ô tô chạy bằng pin nhiên liệu mạnh mẽ hơn nữa về mặt kỹ thuật và các mẫu ô tô chở khách chạy bằng pin nhiên liệu tiên tiến của chính phủ đã bắt đầu được thương mại hóa, dẫn đầu thế giới về xe chạy bằng pin nhiên liệu.

Tập đoàn JUNLEE là một nhà máy năng lượng tích hợp đầy đủ năng lượng, chuyên cung cấp Bộ lưu điện liên tục (UPS), Ắc quy axit-chì, Bộ ắc quy, ắc quy xe điện, Ắc quy lưu trữ năng lượng, Trạm phát điện lưu trữ năng lượng, ắc quy Power pack Gel, Biến tần PV và Hệ thống năng lượng mặt trời.

Năng lực sản xuất đạt 200000 KVAH mỗi tháng. Sản phẩm áp dụng cho Xe điện, di động điện, hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời và gió, UPS, điện dự phòng, viễn thông, thiết bị y tế và chiếu sáng.

JUNLEE thành lập "Trung tâm nghiên cứu năng lượng" với nhiều sản phẩm Công nghệ cao hơn. Hơn 100 kỹ sư đã cung cấp các giải pháp một cửa kịp thời và hiệu quả.

Sứ mệnh của chúng tôi là cố gắng mang lại nguồn năng lượng xanh cho thế giới.

Để tìm hiểu thêm về pin Li-ion, vui lòng tham khảo https://www.junleepower.com/