Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) phát triển thành công động cơ hydro đánh lửa bằng tia lửa điện, đạt hiệu suất tương đương động cơ diesel cho xe tải hạng trung
Ngày 10 tháng 8 năm 2026 | Annie Nguyễn
Các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) của Hoa Kỳ đã công bố phát triển thành công một động cơ hydro đánh lửa bằng tia lửa điện (spark-ignited), được tối ưu hóa để sử dụng cho các xe thương mại hạng trung. Động cơ mới này hứa hẹn mang lại hiệu suất tương đương với động cơ diesel, đồng thời có lượng khí thải carbon ở mức gần như bằng không.
Công nghệ và hiệu suất
Khác với động cơ pin nhiên liệu, động cơ mới này đốt cháy hydro bên trong các xi-lanh bằng tia lửa điện, sử dụng cơ cấu piston tương tự như động cơ xăng truyền thống . Điểm đột phá là nhóm nghiên cứu đã sử dụng bộ tăng áp (turbocharger) để đưa nhiều không khí vào động cơ hơn, cho phép đốt cháy nhiều hydro hơn và tạo ra mô-men xoắn ở vòng tua thấp mạnh mẽ, đáp ứng yêu cầu vận hành của xe tải chở hàng .
Để đạt được hiệu suất cao, nhóm nghiên cứu đã thực hiện nhiều cải tiến kỹ thuật bao gồm thiết kế hình học đường nạp khí mới để tạo luồng khí tối ưu cho quá trình đốt hydro nhanh hơn xăng, sử dụng van nạp lớn hơn và kim phun hydro chuyên dụng để trộn nhiên liệu và không khí lý tưởng . Động cơ cũng được trang bị phần mềm và hiệu chỉnh đặc biệt để kiểm soát chính xác quá trình phun, đánh lửa, áp suất tăng áp và hỗn hợp khí-nhiên liệu .
Thách thức và giải pháp
Một thách thức đáng kể là nguy cơ cháy trước (pre-ignition) do hydro có thể bốc cháy khi tiếp xúc với bề mặt động cơ nóng hoặc khí sót trước khi tia lửa điện kích hoạt, gây ra hiện tượng kích nổ, mất công suất hoặc hư hỏng động cơ . Nhóm SwRI đã phải phát triển các giải pháp phần mềm và hiệu chỉnh để kiểm soát chính xác quá trình này.
Về khí thải
Động cơ tạo ra lượng khí thải CO₂ ở mức "gần như bằng không" tại ống xả. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng tổng lượng khí thải carbon phụ thuộc vào cách thức sản xuất hydro. Nếu hydro được sản xuất từ khí tự nhiên thay vì điện tái tạo, lượng khí thải tổng thể vẫn có thể cao. Ngoài ra, quá trình đốt hydro vẫn có thể tạo ra khí NOx do nhiệt độ cao làm nóng nitơ và oxy trong không khí, do đó cần kiểm soát quá trình cháy và xử lý khí thải cẩn thận .
Quy trình phát triển
Tiến sĩ Qilong Lu, người dẫn đầu dự án, cho biết quá trình phát triển bắt đầu từ động cơ đơn xi-lanh, tập trung tối ưu hóa chiến lược đốt và phun, sau đó mở rộng sang động cơ nhiều xi-lanh đầy đủ . SwRI tự hào có nhiều thập kỷ kinh nghiệm trong phát triển động cơ hạng trung và hạng nặng, đồng thời là một trong những đơn vị có kinh nghiệm sâu rộng nhất thế giới trong thử nghiệm động cơ đốt hydro.
Thành công này cho thấy tiềm năng của công nghệ động cơ đốt hydro như một giải pháp trung gian thực tế để khử carbon cho lĩnh vực vận tải hạng trung, tận dụng cơ sở hạ tầng sản xuất và bảo trì động cơ đốt trong hiện có.
