Đức phát triển động cơ hydro hiệu suất trên 60%, không phát thải, cạnh tranh động cơ diesel
Ngày 30/04/2026
Annie Nguyễn
Các nhà nghiên cứu tại Otto-von-Guericke University Magdeburg (Đức) vừa công bố một bước tiến đáng chú ý trong công nghệ động cơ khi phát triển thành công một động cơ sử dụng hydro đạt hiệu suất trên 60% và không phát thải, với khả năng tạo công suất tương đương động cơ diesel trong một số ứng dụng nặng.
Nguyên lý “chu trình kín” với khí trơ argon
Công nghệ mới, được gọi là động cơ chu trình hydro, vận hành theo nguyên lý chu trình kín, trong đó phần lớn khí làm việc được giữ lại và tái sử dụng sau mỗi chu kỳ.
Hệ thống sử dụng hỗn hợp gồm:
- Hydro (nguồn năng lượng)
- Oxy (tác nhân phản ứng)
- Argon (khí trơ đóng vai trò môi chất ổn định)
Argon là một khí hiếm không phản ứng hóa học trong điều kiện vận hành, giúp kiểm soát tốt hơn quá trình nhiệt động học bên trong động cơ. Nhờ đó, hệ thống đạt được độ ổn định cao và nâng hiệu suất tổng thể.
Tái sử dụng khí và không phát thải
Khác với động cơ đốt trong truyền thống, phần lớn hỗn hợp khí trong hệ thống không bị thải ra ngoài mà được làm mát, xử lý và đưa trở lại chu trình vận hành.
Hệ thống chỉ loại bỏ một số sản phẩm phụ nhất định, đồng thời tách và hóa lỏng hydro để tái sử dụng. Nhờ thiết kế này, động cơ có thể vận hành mà không tạo ra khí thải theo nghĩa thông thường.
Hiệu suất cao, công suất tương đương diesel
Các thử nghiệm do nhóm nghiên cứu phối hợp với WTZ Roßlau gGmbH thực hiện cho thấy động cơ có thể đạt hiệu suất trên 60%, đồng thời cung cấp công suất tương đương động cơ diesel.
Kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực yêu cầu công suất lớn và độ bền cao như:
- Xe tải đường dài
- Máy nông nghiệp
- Thiết bị xây dựng
- Máy phát điện cố định
Đây cũng là những lĩnh vực mà giải pháp chạy điện bằng pin gặp nhiều hạn chế về trọng lượng, phạm vi hoạt động và hạ tầng sạc.
Lợi thế kinh tế tiềm năng
Theo nhóm nghiên cứu, thiết kế chu trình kín có thể mang lại lợi thế về chi phí trong dài hạn, do:
- Không cần hệ thống xử lý khí thải phức tạp
- Hiệu suất cao giúp giảm tiêu hao nhiên liệu
- Tái sử dụng khí làm việc trong hệ thống
Điều này có thể bù đắp cho độ phức tạp kỹ thuật cao hơn của hệ thống so với động cơ truyền thống.
Thách thức còn tồn tại
Dù đạt kết quả tích cực, công nghệ vẫn đối mặt với một số hạn chế:
- Mật độ công suất còn bị giới hạn do lượng hydro nạp mỗi chu kỳ
- Nguy cơ tích tụ khí carbon dioxide trong hệ thống
- Cần tiếp tục tối ưu hóa để thương mại hóa quy mô lớn
Triển vọng công nghệ
Động cơ hydro chu trình kín được xem là một hướng đi mới trong quá trình khử carbon lĩnh vực vận tải và công nghiệp nặng, đặc biệt trong bối cảnh tìm kiếm các giải pháp thay thế diesel nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy.
