VINPA

Trong suốt chiều dài lịch sử loài người, tính di động được coi là một trong những chỉ số tin cậy của sự tiến bộ. Từ bánh xe, ngựa kéo, động cơ hơi nước đến động cơ đốt trong và pin điện - với sự ra đời của nhiều loại hình phương tiện di chuyển mới, cuộc sống của con người đã bước sang một cung đường mới chất lượng hơn. Một trong những giải pháp đầy hứa hẹn trên cung đường này đó là năng lượng hydro.

Sử dụng hydro làm nhiên liệu không còn là một ý tưởng mới trong thời đại ngày nay. Khả năng sản sinh lượng nhiệt lớn của phân tử hydro (H2) đã được chứng minh từ thế kỷ XIX. Chúng có thể được dùng làm nhiên liệu trong động cơ đốt trong và động cơ tua bin khí. Tuy nhiên, do những hạn chế về mặt kỹ thuật trong động cơ và những rủi ro về tác động đến môi trường có thể xảy ra nên hiện nay nhiên liệu hydro chủ yếu được sử dụng trong các pin nhiên liệu đặc biệt. Trong pin nhiên liệu xảy ra phản ứng hóa học cơ bản (H2 + O2 = H2O), cho phép hydro giải phóng năng lượng và chỉ thải ra hơi nước. Nguồn năng lượng này chuyển hóa thành điện năng, cung cấp cho động cơ điện để điều khiển phương tiện chuyển động.

Ưu điểm lớn nhất của động cơ hydro là không phát khí thải và tiếng ồn tương tự như các dòng ô tô điện, song vượt trội hơn khi thời gian nạp nhiên liệu cho hành trình 500 km chỉ trong vòng 5 phút. Một số quốc gia tiên tiến đã làm chủ được phương pháp sản xuất nhiên liệu hydro hiệu quả.

Ô-tô của hãng Toyota chạy bằng khí hydro

Những chiếc ô tô chạy bằng nhiên liệu hydro đầu tiên xuất hiện trên thị trường vào năm 2013. Một số nhà sản xuất ô tô hàng đầu châu Á lúc bấy giờ đã đặt cược lớn vào nguồn năng lượng mới này. Hiện có ba dòng xe chạy bằng nhiên liệu hydro: Toyota Mirai, Hyundai Nexo và Honda Clarity.

Những chiếc xe ô tô chạy hydro xuất hiện nhiều nhất tại thị trường Mỹ California, Nhật Bản, Hàn Quốc và Đức. Yếu tố chính giúp các dòng xe cá nhân chạy bằng hydro phổ biến tại quốc gia trên là sự sẵn có về cơ sở hạ tầng nhiên liệu. Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc đều dẫn đầu thị trường về số trạm nhiên liệu hydro cũng như cơ sở hạ tầng khí phát triển. Ví dụ, công ty Air Liquide (Pháp) dẫn đầu thế giới về giản xuất khí đốt, công nghệ và dịch vụ cho ngành sản xuất công nghiệp và y tế đã xây dựng hơn 120 trạm nhiên liệu hydro tại châu Âu, châu Á, Bắc Mỹ và Trung Đông.

Phó Chủ tịch Air Liquide phụ trách về phát triển năng lượng hydro cho biết: “Chuyển đổi sang nhiên liệu hydro không còn là vấn đề mới. Chúng ta có tất cả các công nghệ cần thiết để thực hiện nó. Quan trọng nhất bây giờ là sự hỗ trợ của chính phủ, sự quan tâm của các nhà đầu tư để tăng năng lực sản xuất, xây dựng cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu và tạo ra các mô hình kinh doanh mới cho kỷ nguyên nhiên liệu sạch”.

Nhiên liệu hydro có triển vọng trong lĩnh vực giao thông công cộng. Tại châu Âu, các xe buýt hydro được nạp nhiên liệu tập trung thay vì phải xây cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu quy mô lớn. Loại xe buýt này đã xuất hiện ở một số thành phố như: Oslo (Na Uy), Rotterdam (Hà Lan), Aargau (Thụy Sĩ). Khu vực Lower Saxony (Đức) thậm chí còn có một đoàn tàu chở khách chạy bằng nhiên liệu hydro trên tuyến đường dài 100km. Nhiên liệu hydro cũng được sử dụng trong ngành kho vận. Các xe nâng chạy bằng hydro xuất hiện tại các cơ sở của Coca-cola tại Mỹ, Walmart tại Canada và Carrefour tại Pháp.

Việc sử dụng hydro làm nhiên liệu không chỉ đối với các phương tiện mặt đất. Vào năm 2017, con tàu thử nghiệm đầu tiên chạy bằng nhiên liệu hydro mang tên Energy Observer đã tiến ra các đại dương. Tính độc đáo của con tàu này là không sử dụng tài nguyên thiên nhiên mà hoạt động bằng năng lượng mặt trời, năng lượng gió và nhiên liệu hydro thu được từ quá trình điện phân nước biển. Energy Observer đã trở thành phòng thí nghiệm nổi thân thiện nhất với môi trường từng được kiểm tra và tối ưu hóa trong điều kiện khắc nghiệt. Con tàu Energy Observer đã tới hơn 101 địa điểm ở 50 quốc gia, chứng minh độ tin cậy và khả thi của việc sử dụng nhiên liệu hydro.

Tên lửa Ardiane 5 sử dụng buồng đốt o-xy và hydro

Các chuyên gia ngành hàng không, vũ trụ cũng đang phát triển ý tưởng thiết kế động cơ điện cho máy bay và khả năng cung cấp các chức năng trên máy bay bằng năng lượng sạch giá rẻ. Nhiên liệu hydro cũng mở ra triển vọng chinh phục không gian vũ trụ của con người. Dòng tên lửa đẩy Ariane sử dụng nhiên liệu chính là oxy lỏng và hydro lỏng.

Phân tử hydro là một trong những cấu thành sự sống trên hành tinh cũng như sự di chuyển của con người, Hydro đã chứng tỏ là một loại nhiên liệu thay thế nhiên liệu hóa thạch trong các lĩnh vực từ vận tải, kho vận, hàng hải đến hàng không, vũ trụ. Tiềm năng của loại nhiên liệu này đã và đang được nhiều quốc gia, tập đoàn, công ty và các nhà sản xuất khí đốt quan tâm phát triển và ứng dụng.