Hydro có phải là tương lai? Big Four tuyên bố hợp tác để phát triển động cơ xe đạp mang tính cách mạng – MCN.
Yamaha, Honda, Suzuki và Kawasaki đã công bố một quan hệ đối tác nghiên cứu mới sẽ xem xét việc phát triển xe máy chạy bằng hydro sử dụng động cơ đốt trong.
Vào ngày 17 tháng 5 năm 2023, bốn nhà sản xuất xác nhận rằng họ đã nhận được sự chấp thuận của Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản để thành lập một nhóm nghiên cứu có tên là HySE (Công nghệ Động cơ & Di động Hydro Nhỏ), với mỗi nhà sản xuất đảm nhận một vai trò khác nhau trong các nghiên cứu đang diễn ra. Hỗ trợ bổ sung sẽ được cung cấp bởi Toyota và Kawasaki Heavy Industries.
Kenji Komatsu, ứng cử viên chủ tịch của HySE, cho biết:
Có nhiều thách thức trong việc phát triển động cơ chạy bằng hydro, nhưng chúng tôi hy vọng sẽ thấy các hoạt động của hiệp hội thúc đẩy nghiên cứu cơ bản để đáp ứng những thách thức đó.
Chiến lược hydro của chính phủ Vương quốc Anh dự đoán rằng nguồn nhiên liệu thay thế sẽ được sử dụng trên một số lĩnh vực vận tải vào năm 2030, bao gồm HGV, xe buýt và đường sắt. JCB đã tiết lộ kế hoạch giới thiệu động cơ đốt hydro cho các máy đào thế hệ tiếp theo của họ và ước tính có thể có tới 6 tỷ kWh nhu cầu đối với hydro các-bon thấp từ giao thông vận tải vào năm 2030.
Tuy nhiên, đây đều là những loại phương tiện cực kỳ lớn – và tất cả Big Four đều thừa nhận rằng có những thách thức để làm cho công nghệ này hoạt động trên xe máy.
Giải quyết vấn đề
MCN đã nói chuyện với Michael Liebreich, thành viên của Hội đồng Thương mại Vương quốc Anh, thành viên danh dự của Viện Năng lượng và giáo sư thỉnh giảng tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn. Ông cũng là cựu cố vấn của LHQ về năng lượng bền vững.
Michael Liebreich, cho biết:
Tôi nghĩ thật thú vị khi tất cả họ đã quyết định tham gia cùng nhau.
“Đối với tôi, điều đó cho thấy họ không tin tưởng vào điều đó. Họ không muốn tắt nó đi; họ muốn giữ nó như một tùy chọn. Nhưng họ muốn giảm chi phí để có lựa chọn đó.”
Liebreich trích dẫn một số vấn đề mà bốn nhà sản xuất phải đối mặt – một là vấn đề lưu trữ, với khí hydro hiện cần nhiều không gian hơn so với bình xăng thông thường để đạt được cùng mức phạm vi.
Ông nói: “Để đi được quãng đường tương tự, bạn cần dung tích thùng xăng lớn gấp ba lần. “Nếu bạn có một bình nhiên liệu chứa một số kg hydro, thì nó sẽ chứa một phần ba năng lượng của xăng.”
Chất lỏng so với khí
Một cách để giảm vấn đề này có thể là sử dụng hydro lỏng để thay thế. Tuy nhiên, điều này cũng có thể gây ra vấn đề do nhiệt độ sôi tự nhiên của vật liệu là -252,9°C, nghĩa là nó cần được bảo quản bằng phương pháp đông lạnh.
Liebreich giải thích: “Vấn đề với điều này là khi nhiệt thấm vào bình chứa đó từ những nơi như động cơ, hydro có thể bay hơi bên trong bình và nó phải được thông hơi. Điều này được gọi là đun sôi.
“Nếu bạn chỉ xả khí hydro, thì [bạn không thể] đậu nó bên trong, vì khí nằm trên trần nhà, tích tụ và có nguy cơ phát nổ. Ngay cả khi nó không tích tụ và chỉ bốc hơi, nó vẫn là một loại khí nhà kính rất mạnh.”
Ngọn lưa trên
Một vấn đề khác được các thương hiệu Nhật Bản đề cập đến là tốc độ ngọn lửa trong buồng đốt. Ở đây, bạn muốn đốt cháy hiệu quả khi hỗn hợp nhiên liệu/không khí được đánh lửa bằng tia lửa vào đúng thời điểm tương tác với pít-tông. Với hydro, quá trình đó diễn ra cực kỳ nhanh.
“Nếu bạn chỉ đổ hydro vào một động cơ được điều chỉnh bình thường, bạn sẽ bị tiếng gõ khủng khiếp vì pít-tông sẽ ở sai vị trí. Liebreich nói thêm rằng tia lửa điện phải đến đúng điểm – đó là lý do tại sao bạn có cơ chế hẹn giờ và kim phun nhiên liệu. “Bạn cần phải thiết kế lại động cơ xung quanh tốc độ ngọn lửa.”
Không chỉ điều này, mà nhiệt độ cao mà tại đó hydro cháy có thể tạo ra nhiều oxit nitơ hơn. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ tuyên bố rằng “tác động của một pound N2O đối với việc làm nóng bầu khí quyển gấp 265 lần tác động của một pound carbon dioxide”.
“Bạn có nhiệt độ cao hơn, đó là đặc tính của nhiên liệu. Bạn không thể làm bất cứ điều gì về điều đó. Bạn có thể làm rất nhiều điều thông minh để giảm thiểu nó, nhưng bạn không bao giờ có thể loại bỏ nó,” Liebreich cảnh báo.
Vì vậy, mặc dù về cơ bản có thể tạo ra một chiếc mô tô đốt hydro, nhưng cả bốn nhà sản xuất đều phải đối mặt với một thách thức đáng kể trong việc làm như vậy theo cách vẫn hiệu quả, tiết kiệm chi phí và thân thiện với hành tinh. Đây là trước khi chúng ta xem xét cách thức cung cấp hydro và cơ sở hạ tầng để tiếp nhiên liệu.
Nó sẽ bao giờ thành hiện thực? Chúng tôi sẽ chỉ phải chờ xem.
Vai trò và trách nhiệm
Vì vậy, mỗi Big Four sẽ làm gì trong quan hệ đối tác mới? Honda sẽ xem xét “nghiên cứu về sự phát triển dựa trên mô hình của động cơ chạy bằng hydro” và Suzuki sẽ dành thời gian cho “nghiên cứu các yếu tố về chức năng, hiệu suất và độ tin cậy của động cơ chạy bằng hydro”. Trong khi đó, Yamaha và Kawasaki sẽ bắt tay vào nghiên cứu của họ – sử dụng động cơ hydro thực để kiểm tra chức năng, hiệu suất và độ tin cậy.
Ở những nơi khác, Yamaha sẽ xem xét cơ sở hạ tầng cần thiết cho hệ thống tiếp nhiên liệu hydro, cũng như các bình chứa cần thiết cho các phương tiện nhỏ hơn như xe máy.
Ngoài ra, Kawasaki sẽ nghiên cứu các thiết bị phụ trợ cần thiết cho việc cung cấp nhiên liệu và bình xăng, cũng như thiết bị được lắp đặt giữa bình xăng và kim phun. Nhiều việc phải làm, sau đó.
Hydro có phải là tương lai? Big Four công bố hợp tác phát triển động cơ xe đạp mang tính cách mạng
